Для локального охлаждения в этих экспериментах применяли специальный наконечник, связанный с охлаждающим прибором (рис. 9). Устройство позволяло быстро (в течение 2—3 мин) снижать температуру в поверхностных слоях коры (слои IV—III) и восстанавливать ее до исходного уровня. В течение эксперимента при помощи миниатюрных термоэлектродов контролировали температуру наконечников, охлаждаемого и неохлаждаемого участков коры на разной глубине, различных ядер таламуса. Микроэлектрод и термоэлектроды вводили через специальные отверстия наконечника, что позволяло исследовать активность и температуру именно в пункте охлаждения. В некоторых экспериментах локальное охлаждение достигалось путем прикладывания к обнаженной поверхности коры тонкостенной металлической капсулы, наполненной охлаждающей жидкостью; путем орошения коры хлорэтилом; при помощи Специального полупроводникового охлаждающего наконечника. Все эти способы имеют свои достоинства и недостатки, однако, конечная цель их — осуществить быстрое локальное охлаждение — может быть достигнута любым путем. Главное при этом — контролировать температуру в пункте охлаждения и особенно в соседней неохлаждаемой области.
Рис. 9. Охлаждающий наконечник. 1 — корпус наконечника; 2 — соединительный мостик; 3 — охлаждающий зонд от прибора; 4 — втулка для соединения с зондом; 5 — фиксирующий винт; 6 — стеклянный микроэлектрод в центральном канале наконечника; 7 — металлические термоэлектроды в боковых каналах наконечника; 8 — охлаждающая поверхность.
Помимо температуры, важнейшим критерием является амплитуда и конфигурация вызванных потенциалов в исследуемых пунктах коры. Основное достоинство метода локального охлаждения — возможность вызвать легкообратимое изменение функциоцального состояния ограниченного участка мозга вплоть до полного выключения. Благодаря этому исследуемый процесс можно наблюдать в динамике и многократно проверять на одном и том же препарате в одинаковых условиях эксперимента. Вся процедура, начиная от охлаждения и развития функциональных изменений и кончая отогреванием коры и восстановлением до исходного состояния, длится не более 20—30 мин. При использовании специальной аппаратуры процесс ускоряется вдвое.
Рис. 10. Изменение вызванных потенциалов сомато-сенсорных областей коры (CI и СII) при охлаждении II сомато-сенсорной области (СII). Верхний луч — запись в области CI; нижний луч — в области СII. 1 — до охлаждения; 2—7 — во время охлаждения; 8—12 — при отогревании.
В этих экспериментах прежде всего необходимо было убедиться, что локальное охлаждение одной области коры вызывает падение амплитуды первичных ответов в ней значительно раньше, чем в другой области. С этой целью одновременно регистрировали первичные ответы в CI и СII, вызванные стимуляцией периферического нерва. Электроды располагались в фокусах. Охлаждение СII (рис. 10) приводит к снижению и почти полному исчезновению в ней первичного ответа. Однако в первый момент охлаждения (при температуре 35—32°С) наблюдается усиление реакции, возрастание амплитуды первичного ответа. Такая экзальтация тем больше выражена, чем быстрее падает температура на участке от 38°С до 30°С. Только вслед за этим начинается снижение амплитуды ответов. К моменту почти полного исчезновения потенциалов в СII первичный ответ CI сохраняется (см. рис. 10, 4—6), но может несколько увеличиваться длительность фаз. При дальнейшем охлаждении падает амплитуда ответов и в CI (см. рис. 10,5—7). При отогревании коры теплым физиологическим раствором ответы восстанавливаются, причем раньше наступает это в СII, несмотря на то что именно эта область подвергалась охлаждению (см. рис. 10,5—10). Такая же динамика наблюдалась и при охлаждении CI, однако падение амплитуды в СII наступает вдвое медленнее, чем в первом случае, и никогда восстановление ответов в CI не опережает СII.