Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии» (2004 год, выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника
Результатом эволюционного процесса является создание наиболее полного равновесия организма с окружающей средой. Возникновение биохимических, физиологических, морфологических и других признаков организмов определяет взаимодействие наследственности, среды и естественного отбора (Л.А. Орбели, 1959). Нервная система, наиболее древняя интегрирующая система организма, оказывая влияние на приспособление его к среде обитания, и сама претерпевает существенные изменения. Эволюция позвоночных животных характеризуется прогрессивным развитием мозга, в первую очередь структур, ответственных за двигательную активность.
В нашей лаборатории изучались корковые и подкорковые образования двигательного анализатора у млекопитающих на примере представителей отряда Грызуны. Проводилось сравнительное изучение нейронных популяций коры и подкорковых образований переднего мозга и мозжечка, спинно-мозговых узлов и спинного мозга. Определялись линейные размеры нейронов с выведением площади тела, ядра и цитоплазмы, структурного ядерно-цитоплазменного коэффициента (сЯЦК); плотность нейронов (их количество на 1мм2), или количество на 1 мм длины извилины (для ганглиозного слоя коры мозжечка). Все популяции анализировали по степени хромофилии их цитоплазмы. Состояние белкового фонда изучалось методом интерференционной цитометрии и путем определения оптической плотности по результатам гистохимических реакций изучаемых структур на системе Видео-тест-Морфо.
Анализ клеточных популяций мы проводили с различных позиций: функциональной, эволюционной, генетической и др. Например, в коре большого мозга каждый слой составляет определенную популяцию: клетки слоя II+III - ассоциативные, слоя V – эфферентные; клетки спинальных ганглиев – афферентные. В коре мозжечка выделяются две генетические группы нейронов: первая – ассоциативная (клетки-зерна) и эфферентные (ганглиозные нейроны), вторая – вставочные нейроны молекулярного слоя. Верхние слои коры - филогенетически молодые, а нижние – более древние. В каждом образовании можно разделить всю массу нейронов на клетки с главной и вспомогательной функцией. Одинаковые по форме нервные клетки различались еще отношением к красителям – нормо-, гипо- и гиперхромные, что отражает их неодинаковую физиологическую активность.
Представителей отряда Грызуны в составе класса Млекопитающие отличает необычная пластичность двигательных функций, разнообразные комплексы движений при перемещении в природе: передвижение в воздушной среде – полет, в водной – плавание и ныряние, по поверхности – бег, лазание; большинству свойственна интенсивная роющая деятельность. Многообразие двигательных функций у млекопитающих связано со сложностью организации полушарий конечного мозга и мозжечка. Длительное существование в определенных экологических условиях приводит к существенным гистологическим и цитохимическим изменениям.
Сопоставляя данные по особенностям нейронных популяций у различных грызунов, мы отметили по всем изученным показателям значительную вариабельность, которая складывалась в определенные комплексы, характерные для животных с различной двигательной активностью, обитающих в специфической для них среде. Это позволило выделить следующие эколого-морфологические группы:
лабораторные животные (белая крыса и белая мышь);
приближенные к жилищу дикие животные (серая крыса, домовая мышь);
норные животные (обыкновенная полевка, обыкновенная слепушонка);
амфибионты (нутрия, ондатра);
планирующие животные (белка обыкновенная).
Вместе с тем, по мнению Р.А. Чиженковой (1986), все виды деятельности мозга строятся в генетически определенных жестких морфологических рамках. Существующий определенный диапазон колебаний (типы изменений и их физиологическое значение) дает возможность определить уровень работоспособности образований мозга в различных сравнительно-анатомических группах. Формулируя положение о функционально обусловленной биохимической гетерогенности нейронов и их субклеточных компонентов, Л.М. Герштейн (1989) рассматривает это явление как одну из закономерностей организации мозга. Данная особенность характеризует и пластичность нервной системы.
Учитывая «мозаичный » характер эволюции, неравномерность и разнонаправленность эволюционного процесса (Н.Г. Андреева и Д.К. Обухов, 1999), можно считать выявленную нами морфо-цитохимическую гетерогенность у различных эколого-морфологических групп грызунов лишь одним из путей эволюции мозга позвоночных животных.