отзыв

отзыв
официального оппонента на диссертационную работу АКИМОВА АЛЕКСАНДРА
ГРИГОРЬЕВИЧА «Анализ сложных коммуникационных сигналов нейронами
слухового центра среднего мозга домовой мыши» по специальности 03.03.01 физиология.
Диссертационная
проблемы
работа
нейрофизиологии
акустических
сигналов
А.Г.
-
Акимова
обработке
на уровне
посвящена
и
центральных
разработке
кодированию
структур
актуальной
коммуникационных
мозга млекопитающих.
Исследования нейронных механизмов анализа видоспецифических акустических сигналов
проводились преимущественно в слуховых центрах переднего мозга. В то же время,
обширные восходящие, нисходящие и комиссуральные связи нейронов слухового центра
среднего
мозга -
задних
холмов
оставались
недостаточно
изученными.
Знание
структурной организации и частотно-временных свойств нейронов слухового центра
среднего мозга наряду с полученными данными о нейрональных механизмах частотного
анализа
звуков
позволили
автору
начать
исследование
принципов
кодирования
коммуникационных сигналов слуховыми нейронами среднего мозга. В своей работе А.Г.
Акимов успешно использовал общепринятые методы обработки и анализа нейрональной
активности,
вызванной
как
натуральными
коммуникационными
акустическими
сигналами, так и искусственными модельными звуковыми последовательностями. Их
частотно-временной паттерн повторяет основные акустические характеристики крика
дискомфорта “wriggling call” мышат, которые были проанализированы автором в ходе
специального исследования. Наиболее стабильные параметры крика - его гармоническая
структура, низкочастотный диапазон (до 20 кГц), расположение основной частоты в
области 4 - 8
кГц являются критичными доля его распознавания в процессе общения
матери и детеныша.
Автор удачно справился с задачей картирования частотных рецептивных полей
нейронов. Исследованные нейроны (131 единица) демонстрировали все наблюдаемые в
центральном ядре типы частотных рецептивных полей в соответствии с разработанной
ранее в лаборатории классификацией, основанной на особенностях пространственного
распределения и силы возбуждающих и тормозных входов, действующих на нейрон. Были
выделены первично-подобный, тормозно-зависимый, V-образный и комплексный типы
рецептивных полей нейронов. Анализ избирательности ответов нейронов, полученный
путем сравнения реакций на естественный крик мышонка и модельный сигнал позволил
автору сделать вывод о гетерогенности нейрональной популяции, участвующей в
кодировании
крика
дискомфорта.
Очевидным
механизмом
частотной
обработки
2
многокомпонентных сигналов на уровне популяции нейронов центрального ядра заднего
холма является механизм критических полос.
А.Г. Акимов обнаружил, что основным субстратом для этого механизма служат
нейроны с рецептивными полями первично-подобного и тормозно-зависимого типа.
Кодирование
частотных
компонентов
сигналов
по
величине
ответа
нейрона
осуществляется, как посредством параллельной обработки частотных компонентов в
различных частотных каналах, так и путем выделения определенных сочетаний частотных
компонентов сигналов комбинационно-чувствительными нейронами, настроенными на
конкретные комбинации частот.
Найдено, что комбинационно-чувствительные нейроны имеют рецептивные поля
преимущественно первично-подобного и тормозно-зависимого типов. Функциональная
специализация нейронов с рецептивными полями V-образного типа в меньшей мере
связана с механизмами частотного кодирования. Особую роль при кодировании сложных
коммуникационных сигналов по паттерну ответа нейрона имеет поздний компонент
ответа, то есть
« -0 ff» -0 T B e T .
Диссертация
А.Г.
Акимова
написана
хорошим
литературным
языком
по
классической схеме. Она состоит из введения, обзора литературы, методики исследований
и обработки данных, главы с результатами собственных исследований, обсуждения,
выводов, указателя литературы,
включающего всего 241
иностранных). Диссертация изложена на
129
источник (из них
198
страницах машинописного текста, содержит
40 рисунками.
Во введении автор обосновывает актуальность проблемы. Адекватно представляет
общее состояние проблемы, возможное направление дальнейших исследований. Им четко
и конкретно сформулированы цель и задачи исследования, его научная новизна и
практическая значимость.
Первая глава включает обзор литературы, написанный целенаправленно, и
достаточно
механизмов
полно
освещает
анализа
имеющиеся
видоспецифлческих
сведения
об
акустических
исследованиях
сигналов
нейронных
млекопитающих.
Всесторонне рассмотрен круг вопросов о механизмах анализа видоспецифических
сигналов, что побудило автора высказать предположению о фундаментальной роли
критических полос слуха в центральной обработке и опознании таких звуков.
Вторая глава посвящена детальному изложению разнообразных и сложных методов
исследования. Особое внимание уделено выделению рецептивных полей нейронов и их
картированию. Методы исследования современны и адекватны поставленным задачам.
Глава три содержит результаты проведенного исследования, которые позволили
диссертанту сделать научно обоснованные выводы о том, что одним из механизмов
частотной обработки многокомпонентных сигналов на уровне популяции нейронов
центрального ядра является механизм критических полос, а выделенные в центральном
ядре функциональные группы нейронов проявляют различную специализацию при
обработке «wriggling call» и его модельных аналогов.
Глава
четыре
содержит
обсуждение
полученных
данных
с привлечением
современных представлений о биоакустическом сигнале и его особенностях и их
изменчивости.
Анализируются
так
же
возможные
механизмы
обработки
коммуникационных акустических сигналов в центральном ядре заднего холма среднего
мозга. Выводы обоснованы и отражают тему диссертации.
Работа выполнена на высоком методическом уровне с применением ПК и специальных
программ, позволяющих обрабатывать данные непосредственно в ходе эксперимента.
Достоверность и обоснованность сделанных выводов подкреплена большим объемом
фактического материала и не вызывает сомнения. Проведена адекватная статистическая
обработка полученных результатов исследования.
Обнаруженное незначительное количество опечаток не снижает достоинства работы.
Диссертационная работа Акимова Александра Григорьевича представляет собой
законченный этап научного исследования и содержит практические рекомендации для
оптимизации систем распознавания речи. Основные положения диссертации отражены в
23 печатных работах, в том числе 5 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных
ВАК, 4 статьи в сборниках трудов, 14 тезисов докладов. Материалы диссертации
апробированы на всероссийских и международных конференциях.
Рецензируемая работа Акимова Александра Григорьевича «Анализ сложных
коммуникационных сигналов нейронами слухового центра среднего мозга домовой
мыши» соответствует требованиям, предъявляемым к кандидатским диссертациям, а
соискатель
без
сомнения
достоин
присуждения
ему
ученой
степени
кандидата
биологических наук по специальности 03.03.01 - физиология.
ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследова
Центр экологической безопасности РАН,
Ведущий научный сотрудник, д.б.н.
ьский
Камардин Николай Николаевич