Материалы медицинских конференций

Главная / Материалы медицинских конференций / 2003 / VII Междисциплинарная конференция по биологической психиатрии «Cтресс и поведение»

Поведенческие и электрофизиологические особенности

В последнее время при изучении индивидуальной реактивности все чаще используют линейных животных, обладающих сходными фенотипами реагирования на внешние воздействия. Однако продолжает оставаться актуальным исследование индивидуальной реактивности беспородных животных, типизированных с помощью, как правило, поведенческих методов. При исследовании индивидуальной реактивности существенный интерес представляет изучение взаимодействия процессов возбуждения и торможения и соотнесение их с поведенческими характеристиками животных. В связи с этим целью настоящего исследования являлось изучение способности к обучению беспородных белых крыс, отобранных с помощью методов вынужденного плавания и конфликтной ситуации, и сопоставление индивидуальных характеристик поведения с выраженностью процессов возбуждения и торможения, выявляемых с помощью электрофизиологических методов.

Методы. Работа проводилась на беспородных белых крысах-самцах массой 250-350 г. Типизацию животных проводили при использовании метода вынужденного плавания [1.4], согласно которому крыс помещают в сосуд с водой и свободно–вращающимися колесами. Животные стараются выбраться из воды с помощью колес, но так как они вращаются, эти попытки остаются безуспешными. Поэтому у крыс развивается состояние отчаяния и они отказываются от борьбы. Активность животных определяли по числу оборотов колеса, которое подсчитывали с помощью счетчиков или компьютера. Крыс, типизированных с помощью метода вынужденного плавания, дополнительно типизировали с помощью метода конфликтной ситуации [2.5], который состоит в том, что у животного вызывается сшибка или конфликт положительной мотивации, как правило питьевой или пищевой, и страха перед получением наказания при попытке удовлетворения этой мотивации. Сначала крыс лишают питья на 24 ч., за счет чего у них возникает мотивация. На следующий день проводят тренировку–выработку навыка взятий воды. Для этого крыс на 5 мин помещают в камеру установки. На третий день проводится опыт, для чего крыс снова помещают в камеру прибора, но на этот раз через 10 сек после первого взятия воды на поилку и пол камеры подают ток, в результате чего каждое взятие воды становится наказуемым. С помощью специально разработанной компьютерной программы определяли число взятий воды (ненаказуемых во время тренировки и наказуемых во время опыта), а также латентный период первого подхода к поилке, двигательную активность до первого подхода к поилке, число взятий воды во время первого подхода к поилке, общую двигательную активность, число взятий воды, число подходов к поилке, время, проводимое у поилки без взятий воды, за 10 мин. регистрации.

У крыс, охарактеризованных с помощью описанных выше методов, изучали способность к обучению в челночной камере (Ugo Basil, Италия) в течение 5 дней, используя ежедневно по 25 предъявлений условного (звуковой сигнал) и безусловного (электрический ток, подаваемый на пол камеры) сигналов. Подсчитывали число реакций на условный и безусловный раздражители, а также число межсигнальных реакций. Выраженность процессов возбуждения и торможения у отобранных крыс определяли с помощью метода регистрации циклов восстановления первичного ответа, возникающего в сенсо–моторной коре при стимуляции кожи контралатеральной задней конечности. Для регистрации циклов восстановления стимуляцию производили спаренными импульсами тока, интервалы между которыми варьировали от 40 до 250 мс. В дальнейшем для каждого интервала измеряли амплитуды второго (тестового) и первого (кондиционирующего) ответов, вычисляли их отношения и строили графики, где по оси абсцисс откладывали интервалы между стимулами, а по оси ординат - отношения амплитуд ответов.

Результаты и их обсуждение. При анализе распределения, полученного в популяции беспородных белых крыс с помощью метода вынужденного плавания в сосуде со свободно–вращающимися колесами установлено, что оно достоверно отличается от нормального. При его моделировании было выделено три основные группы: высокоактивных (102.6 ± 15.4 оборота колеса), низкоактивных (31.2±12.6 оборотов) и крыс со средней активностью (65.9±17.3 оборотов колеса) [3]. Крысы двух крайних групп (высоко- и низкоактивные) имеют наиболее стабильные поведенческие характеристики. Например, при повторном плавании они, как правило, повторяют результаты, полученные при первом тестировании. Поэтому в дальнейшем исследовалось именно их поведение. Было проведено более углубленное изучение крыс выявленных основных типов с помощью метода конфликтной ситуации.

Было установлено, что каждая из основных групп (высоко– и низкоактивные животные) может быть разделена еще на две группы, тревожных и нетревожных. Высокоактивные нетревожные крысы активны и быстро находят поилку. Общая двигательная активность у них также довольно высока. Высокоактивные тревожные крысы активны, но их двигательная активность носит не исследовательский, а хаотический характер, в результате чего они находят поилку с высоким латентным периодом. Низкоактивные нетревожные крысы спокойно обследуют камеру прибора и быстро находят поилку. Число взятий воды в первом подходе к поилке и общее число взятий воды велики, а общая двигательная активность невысока. Низкоактивные тревожные животные находят поилку с длительным латентным периодом. У них чрезвычайно низки показатели общей двигательной активности и общее число взятий воды.

При выработке условного рефлекса активного избегания в челночной камере показано, что животные каждой из этих групп имеют свои особенности. У высокоактивных нетревожных крыс быстро вырабатывается условный рефлекс при малом числе межсигнальных реакций. У высокоактивных тревожных крыс быстро вырабатывается рефлекс при высоком числе межсигнальных реакций. У низкоактивных нетревожных крыс рефлекс вырабатывался несколько медленнее при малом числе межсигнальных реакций. У низкоактивных тревожных крыс рефлекс стабилизируется крайне медленно.

При изучении циклов восстановления вызванных потенциалов первичного ответа установлено, что у высокоактивных нетревожных крыс хорошо выражены и сбалансированы процессы торможения и возбуждения, причем у них хорошо развито возбуждение, приходящее из ретикулярной формации, поддерживающее общий тонус организма. У высокоактивных тревожных крыс процессы возбуждения преобладают над тормозными процессами или имеет место их дисбаланс. У низкоактивных нетревожных животных преобладают процессы торможения. Для низкоактивных тревожных крыс характерна дисгармония процессов возбуждения и торможения.

Таким образом, у животных, легко обучаемых по методу условного рефлекса активного избегания в челночной камере (высоыкоактивных, тревожных и нетревожных), имеет место выраженная активность холинергической системы возвратного возбуждения, вероятно ретикулярного происхождения. В то же время, у плохо обучаемых крыс (низкоактивных, тревожных и нетревожных) активность этой системы выражена слабее. Это соответствует данным литературы о важной роли холинергических структур в процессах обучения. Можно предположить, что выявленные в данной работе типы животных в определенной степени имеют сходство с основными типами темпераментов, выделенных И.П.Павловым. Высокоактивные нетревожные крысы напоминают сильный уравновешенный подвижный тип, высокоактивные тревожные животные - сильный неуравновешенный тип. Низкоактивные нетревожные крысы напоминают сильных уравновешенных инертных животных, а низкоактивные тревожные-животных слабого типа. По результатам полученным в данной работе возможно построение модели поведения животных с помощью программы Simulink пакета программ MathLab. Выводы. С помощью методов вынужденного плавания и конфликтной ситуации в популяции беспородных белых крыс может быть выделено по крайней мере 4 группы животных: активные, тревожные и нетревожные, и пассивные, тревожные и нетревожные. Выделенные группы животных различаются по способности к обучению и выраженности возбудительных и тормозных процессов в коре больших полушарий. Выделенные группы крыс приблизительно соответствуют типам высшей нервной деятельности, выделенным И.П.Павловым.