CC BY
14
Участие базолатерального ядра амигдалы в регуляции питьевого поведения у кроликов
Р. М. Багирова
Институт физиологии им. А.И.Караева НАН Азербайджана, Баку
Амигдалоидная область (миндалевидный комплекс, миндалина) - сложное образование головного мозга, входящее в состав лимбичес-кой системы. Являясь ее составной частью, она оказывает модулирующее и корригирующее влияние на деятельность основных стволовых образований мозга, посредством которых осуществляется формирование мотивационно-эмоци-онального состояния. Тем самым, амигдалоидная область представляет собой своеобразный регулятор эмоциональных реакций и мотиваци-онных состояний, осуществляющий их регуляцию посредством вовлечения в регуляторный процесс вегетативных и гормональных компонентов. Влияние амигдалоидной области на стволовые эмоциогенные образования осуществляется посредством распространения генерализованной электрической активности, подобной гиппо-кампальной тетаактивности, судорожным разрядом или разрядом последействия [2, 8].
Учитывая имеющиеся в литературе данные о том, что основная часть волокон дорсального и вентрального амигдалофугальных путей начинаются в базолатеральном и центральном ядрах амигдалы (11, 14], а также с целью изучения участия базолатерального ядра амигдалы в регуляции питьевого выработанного навыка производилась его электро-, хемостимуляция и временное выключение в условиях исполнения выработанного питьевого навыка.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Опыты проведены на 12 кроликах породы "Шиншилла" массой 2,5-3 кг в условиях хронического эксперимента. Предварительно водно-депревированные животные (24-48 часов) обучались условно-рефлекторному питьевому навыку: на условный раздражитель (звук) совершать прыжок-побежку из стартового отдела экспериментальной камеры в его целевой бокс, где находится поилка с водой (5-10 мл), и обратно возвращались в стартовый отсек экспериментальной камеры. При этом регистрировалось время от подачи сигнала (латентный период), прыжка-побежки, лакания и обратного возвращения. Электростимуляция базолатерального ядра (АБ) производилась прямоугольными импульсами силой тока 10-100 мкА, частотой 5-50 Гц в течение 15-30 сек. Длительность каждого импульса 0,5 мсек.
Химическая стимуляция АБ производилась аппликацией карбохолина (IX в дозе 0,5-3 мкг, серо-тонина (5-ОТ) - 10-100 мкг и норадреналина (НА) - 520 мкг. Выключение АБ производилось введением 10%-го раствора новокаина, в качестве контроля
в исследуемую область вводился физиологический раствор в объеме, равном вводимым растворам.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ. Наши исследования выявили функциональную дифференциров-ку миндалевидного комплекса в отношении исполнения выработанного условно-рефлекторного навыка. Так, электрическая стимуляция АБ ядра амигдалы при низких параметрах раздражения (10-50 мкА; 5 Гц, 0,5 мсек) не приводила к нарушению питьевого навыка. Кролики своевременно реагировали на подаваемый звуковой сигнал, совершая прыжок-побежку со стартового отдела камеры в целевой для получения подкрепления (вода 5-10 мл) и затем обратно возвращались в стартовый отсек экспериментальной камеры. Временные параметры условно-рефлекторного навыка оставались на уровне фоновых показателей: латентный период -1,23±0,07 сек, прыжок-побежка - 3,27±0,07 сек, лакание - 20,23±0,12 сек, обратное возвращение 4,23±0,07 сек.
Повышение параметров стимуляции (50-100 мкА; 5-10 Гц мсек) также не приводило к нарушению исполнения питьевого навыка. По сравнению с интактными кроликами, с первых минут после стимуляции отмечалось усиление поведения эмоционально-положительного типа - кролик оживлен, обнюхивает стартовый отсек экспериментальной камеры, облизывается, умывается, иногда появляются жевательные движения. В то же время несмотря на такое повышение двигательной активности, при подаче звукового сигнала животное своевременно реагировало на подаваемый звуковой сигнал, совершая прыжок и побежку из стартового отсека камеры в его целевой бокс с последующим лаканием. Латентный период реакции оставался на уровне фоновых показателей (1,2±0,07 сек), в то время как время, затраченное на прыжок и побежку в связи с возникновением поисковой реакции, увеличивалось с 3,27±0,07 сек до 7,5±0,1 сек. Время, затраченное на потребление 5 мл воды, не менялось и составляло 20,17±0,11 сек. В связи с возникновением реакции облизывания, умывания, обнюхивания экспериментальной камеры несколько увеличивалось и время возвращения животного в стартовый бокс камеры (животное легко отвлекалось, смотрело по сторонам, обнюхивало барьер камеры) - с 4,23±0,07 до 8,57±0,08 сек.
Повышение параметров стимуляции приводило к возникновению описанных выше реакций прямо во время стимуляции и продолжалось после прекращения стимула. В связи с продолжительным умыванием увеличивалось время латентного периода реакции на условный раздражитель - с 1,2±0,07 до 3,1±0,07 сек. Увеличение параметров стимуляции не влияло на количество выпитой воды. Последующее повышение силы тока до 300 мкА приводило к ярости (рисунок).
Регистрация количества потребляемой воды показала, что оно оставалось на уровне фоновых показателей.
Аппликация КХ в АБ ядро амигдалы в дозе 0,5 мкг не приводило к нарушению навыка.
Увеличение дозы вводимого препарата до 23 мкг приводило к возникновению агрессивной реакции: животное становилось пугливым, вздрагивало на звуковой сигнал, его с трудом можно было взять на руки. Развивается интенсивная эмоциональная реакция: постоянное шипение, ворчание, непрерывное хождение по комнате, отход от экспериментатора, пилоэрекция. При этом, исполнение навыка не нарушалось. Отмечалось увеличение времени латентного перио-
да реакции на условный раздражитель (с 1,23±0,07 до 3,57±0,08 сек) и обратного возвращения (с 4,2±0,07 до 8,5±0,07 сек). Остальные компоненты оставались на уровне фоновых показателей. Регистрация количества потребляемой воды показала, что оно не отличалось от таковых у интактных животных (рисунок).
Аппликация 5-ОТ в АБ ядро амигдалы в дозах 10-20 мкг не приводило к нарушению условно-рефлекторного питьевого навыка. Кролики, помещенные в стартовый отсек экспериментальной камеры, проявляли признаки эмоционального беспокойства в ожидании санкционированного сигнала. При подаче условного раздражителя кролик своевременно реагировал на него. Не изменялось также время, затрачиваемое на прыжок-побежку, лакание и обратное возвращение. Увеличение дозы до 30-40 мкг приводило к появлению реакции настораживания, резко выраженной саливации, животные не проявляли признаков эмоционального беспокойства, что отражалось в увеличении времени латентного периода реакции на условный раздражитель (с 1,27±0,07 до 3,37±0,09 сек). Введение 5-ОТ не влияло на общую двигательную активность. Жи-
4
3,5 3 2,5
л Ч
£ 2 к а) О
1,5
1
0,5 О
9 8 7 6
£ 5
х
>.
а> 4 О 4
3 2 1 О
2 3 4 5 6 Латентный период
45 40
35 30
£ 25
х
>•
ае
® 20 о
15 10 5 0
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
67 1234567
Возвращение
Рисунок. Влияние электро- и хемостимуляции АБ ядра амигдалы на временные параметры исполнения условно-рефлекторного питьевого навыка.
1 - фон; 2, 3 - низко- и Высокочастотная стимуляция; 4 - аппликация КХ; 5 - Введение 5-ОТ; 6 - аппликация НА; 7 - Введение новокаина. Достоверность различий данных по отношению к контролю: *** - р < 0.001.
вотное совершало прыжок-побежку, лакание и обратное возвращение. Временные параметры этих компонентов условного рефлекса оставались на уровне фоновых показателей и составляли, соответственно: 3,37± 0,1 сек; 20,23 ±0,15 сек и 4,23±0,07 сек. Повышение дозы до 50-100 мкг приводило к полному торможению условного рефлекса (рисунок). Не менялось и количество потребляемой воды.
Введение НА (20 мкг) в АБ ядро амигдалы приводило к возникновению у животных состояния заторможенности, ступора, следствием чего было увеличение времени латентного периода реакции на условный раздражитель (с 1,23±0,07 до 3,57±0,08 сек). Увеличивалось также время, затрачиваемое на прыжок-побежку (с 3,27±0,07 до 6,2±0,07 сек), лакание (с 20,27±0,12 до 34,93±0,15 сек) и обратное возвращение (с 4,17±0,09 до 7,6±0,09 сек). Аппликация НА не влияла на количество потребляемой воды, которое оставалось на уровне фоновых показателей.
Введение 10% раствора новокаина в АБ приводило к некоторым изменениям в поведении животных. Кролики, помещенные в экспериментальную камеру, не проявляли, как обычно, признаков эмоционального возбуждения. Они не проявляли никаких агрессивных и защитных реакций, становились ручными. Такое заторможенное состояние, в целом, не нарушало исполнения выработанного питьевого навыка. На подаваемый звуковой сигнал животное реагировало с большим латентным периодом 3,7±0,07 сек, вместо 1,27±0,07 сек. Увеличивалось также время, затрачиваемое на прыжок-побежку - с 3,23±0,07 до 6,5±0,11 сек, лакание - с 20,07±0,1 до 39,07±0,21 сек, обратное возвращение - с 4,27±0,07 до 8,8±0,13 сек. Регистрация количества потребляемой воды в условиях новокаиновой блокады АБ ядра амигдалы не выявила ее изменения, по сравнению с фоновым показателем (рисунок).
Наблюдения за поведением животных показали, что в условиях электрической стимуляции АБ ядра амигдалы отмечается появление ориентировочно-исследовательской реакции эмоционально-положительного типа, сопровождающееся облизыванием, умыванием, саливацией, в то время как воздействия аналогичными параметрами раздражающего тока на АЦ ядро миндалины провоцируют появление агрессивно-оборонительного поведения. Полученные нами данные согласуются с исследованиями некоторых авторов, которые также наблюдали появление ориентировочно-исследовательского поведения при стимуляции АБ ядра амигдалы.
В то же время, некоторые ученые при пороговых раздражениях миндалины отмечали наступление реакции настораживания, переходя-
щей в ориентировочную реакцию. При усилении параметров стимуляции АБ ядра амигдалы реакция настораживания могла сменяться реакцией ярости (11]. Кроме того, в экспериментах на кроликах стимуляция миндалины вызывала различные по характеру сдвиги эмоционального состояния (11]. Двигательные акты обнюхивания, облизывания, жевания и саливации отмечались учеными при стимуляции переднемедиальной части миндалины и ученые относят их к половой и родительской деятельности (10].
Агрессивные реакции наблюдались нами и при аппликации 2 мкг КХ в АБ ядра амигдалы: животное становилось пугливым, вздрагивало на звуковой сигнал, с трудом можно было взять в руки. Исполнение навыка при этом, в целом, не менялось, отмечалось увеличение времени латентного периода реакции на условный раздражитель и обратное возвращение (в 2 раза). Аналогичные данные получены при аппликации КХ в миндалевидный комплекс, что вызывало у животных появление шипения, рычания, пилоэрекции, в результате чего увеличивался латентный период реакции, а при введении в 3-й желудочек развивалась интенсивная эмоциональная реакция, отражающая агрессивное состояние (постоянное шипение, ворчание, непрерывное хождение по комнате). В то же время, электростимуляция этой области не вызывала никакой реакции (12]. Известно, что холинергическая стимуляция различных структур лимбической системы, в том числе и миндалины, ацетилхолином (9] или КХ (7] вызывает увеличение потребления воды. В наших экспериментах аппликация КХ в АБ ядро миндалины не влияла на количество выпитой воды. Однако, по имеющимся в литературе данным введение КХ в АК ядро миндалины усиливает, а атропина - полностью устраняет эффекты гипота-ламической КХ стимуляции. Автор предполагает, что структуры миндалевидного комплекса оказывают модуляторное влияние на поведение, контролируемое гипоталамической системой.
Появление поисковой двигательной реакции, реакции настораживания, резко выраженной саливации, сопровождающихся увеличением времени латентного периода реакции на условный раздражитель, отмечалось нами при аппликации 30 мкг 5-ОТ в АБ ядро амигдалы. Аналогичную поведенческую реакцию наблюдали некоторые ученые при введении 5-ОТ в АБ ядро миндалевидного комплекса кошек и грушевидную кору. Увеличение времени латентного периода пищевого условного рефлекса отмечалось также в опытах на кроликах при введении предшественника серотонина 5-окситриптофана внутривенно (7]. В то же время, другие ученные при введении серотонина отмечали у животных нарушение координации движений, развитие ступорного состояния, явления каталепсии (4].
Глубина торможения и длительность эффекта зависели от дозы вещества. Повышение дозы до 50-100 мкг приводило к полному торможению условного рефлекса.
Возникновение состояния заторможенности отмечалось нами при введении НА (20 мкг), что сопровождалось увеличением всех временных параметров условно-рефлекторного навыка. Аналогичная поведенческая реакция - подавление условной реакции, подкрепляемой водой, была получена некоторыми учеными при введении НА в миндалину (13]; у кроликов наблюдается угнетение пищевых условных рефлексов, у собак частично тормозят двигательные пищевые рефлексы, но сильно угнетают слюнные условные рефлексы. Адреналин или НА, введенный в желудочки мозга кошки, приводят к развитию наркотического состояния, аналгезии. Подобные изменения возникают при введении адреналина в желудочки мозга мышей, обезьян, овец и человека (7].
Более выраженное торможение условного питьевого рефлекса отмечалось нами при новокаиновой блокаде исследуемых ядер амигдалы, животные при этом становились ручными. В этом случае наблюдалось увеличение всех временных параметров исполнения условно-рефлекторной питьевой реакции, но более выраженное, чем при аппликации НА. Исчезновение реакции страха без особых нарушений, моторных реакций было получено при повреждении миндалины (11]. Исчезновение агрессивных реакций после разрушения миндалины и то, что животное после такой операции становится ручным, позволяет считать, что миндалина оказывает облегченное влияния на низкие механизмы агрессивного поведения. Наиболее выраженная агрессивная реакция наблюдалась при раздражении миндалины. Причем, самый низкий порог для реакции настораживания и ориентировочно-исследовательской реакции вызывался в наших исследованиях с АБ ядра, в то время как агрессивно-оборонительная реакция наблюдалась только при стимуляции АЦ (3].
Таким образом, полученные нами данные об участии миндалины в условно-рефлекторном питьевом поведении, полученные методами электрического, химического раздражения и временного выключения АБ ядра, свидетельствуют о модулирующей роли его в формировании сложных форм поведения. Поскольку память и обучение реализируются через эмоциональную
сферу с включением серотонинергических и норадренергических волокон [5, 6], то в этих случаях вовлечение миндалины в эти нервные процессы будет определяться при формировании эмоционально-положительного поведения серотонинергическими системами, а эмоционально-отрицательного - норадренергическими.
ЛИТЕРАТУРА
1. Багирова P.M. Участие дорсального и вентрального амигдалофу-гальных путей в реализации питьевого выработанного навыка. -Сб.научн.трудов соц-полит.проблемы. Баку, 2004, N.12, с.125-133;
2. Богомолова E.M. Амигдалоидная область. - БМЭ. M., 1971, N.3, с.70-83; 3. Ведяев Ф.П. Анализ эффектов электростимуляции некоторых лимбических структур. - Нейрофизиология, 1969, N.2, с.194-201; 4. Громова Е.А. О роли серотонина в функциональных связях гипоталамуса. - В кн.: Вопросы физиологии и патологии нервной системы. Труды. Ин-та норм. и патол. физиологии АМН СССР, М., 1966, т.9, с.36-39; 5. Громова Е.А. Эмоциональная память и ее механизмы. М.: Наука, 1980, 181 с.; 6. Громова Е.А., Семенова Т.П. Моноаминергическая система мозга как структурная основа функциональной связи эмоций и памяти. - В кн.: Механизмы модуляции памяти. Л.:Наука, 1976, с.74-85; 7. Ильюченок Р.Ю. Некоторые нейрохимические механизмы лимбической системы. -В кн.: Физиология и патология лимбико-ретикулярного комплекса. М.:Наука, 1968, с.202; 8. Малышенко Н.М. Действие кортикос-тероидов на гипоталамо-ретикуло-лимбические образования головного мозга. - Успехи физиологических наук, 1976, N.2, с.89-115; 9. Ониани Т.Н., Коридзе М.Г., Абзианидзе Е.В. Поведенческие электроэнцефалографические и вегетативные эффекты раздражения гипоталамуса. - В кн.: Центральные и периферические механизмы вегетативной нервной системы. Ереван: Изд-во АН Арм. ССР, 1975, с.268-272; 10. Симонов П.В. О роли гиппокампа в ин-тегративной деятельности мозга. - Журн. высшей нервной деятельности, 1972, N.6, с.1119-1123; 11. Чепурнов С.А., Чепурнова Н.Е. Миндалевидный комплекс мозга. - М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1981, 256 с.; 12. Baxter B.Z. Comparison of the behavioural effects of electrical and chemical stimulation applied at the same brain loci. - Exp. Neurol., 1967, v.19, p.412-426; 13. Grossman S.P., Monford H. Learning and extinction during chemically induced disturbance of hip-pocampal function. - Amer. J. Physiol., 1964, v.207. p.1387-2000; 14. Post St ., Mai J.K. Contribution to the amygola loid projection field in the rat. A quatitative autoradiographic study. - J. Hirnforsch., 1980, v.21, N.2, p.199-225.
SUMMARY
Participation of bazolateral nucleus of amygdala in regulation of drinking behavior at rabbits R.Bagirova
In chronic experimental conditions on rabbits the impact of electro- and chemostimulation, temporary isolation of basolateral amigdala nucleus execution of conditioning drinking behaviour has been studied.
The data obtained testify the modulating role of this nucleus in the formation complex behavioral forms.
Поступила 18.03.2005
