Влияние односторонней корковой распространяющейся депрессии на поведение мышей с защитным паттерном поведения Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

PPBN ID ppbn.v8i4.988

ПСИХОФАРМАКОЛОГИЯ

2443

Резюме

У самцов мышей линии CC57W с защитным паттерном поведения имеет место функциональная межполушарная асимметрия в регуляции элементов как внутривидового, так и индивидуального поведения. При этом социально-значимые поведенческие реакции связаны, в основном с функционированием левого полушария, в то время как элементы индивидуального поведения — с правым. Это может быть связано с преобладающей ролью правой гемисферы в обработке поступающей сенсорной информации, в то время как левая гемисфера формирует моторный ответ или с различной латерализацией положительных и отрицательных эмоций.

Михеев В.В., Карпова И.В. Влияние односторонней корковой распространяющейся депрессии на поведение мышей с защитным паттерном поведения. // Психофармакол. биол. наркол. 2008. Т. 8, № 3-4. С. 2443-2447

OPEN ACCESS

© МИХЕЕВ В.В., КАРПОВА И.В., 2008

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова МО РФ; кафедра фармакологии

акад. Лебедева ул., 6; Санкт-Петербург, 194044, Россия (812) 542-43-97, e-mail: pdshabanov@mail.ru

влияние односторонней корковой

распространяющейся депрессии на поведение мышей с защитным паттерном поведения

ВВЕДЕНИЕ

Ранее, при изучении роли левого и правого полушарий в регуляции видотипичного поведения животных, основное внимание уделяли внутривидовой агрессии, как в силу высокой эмоциональной окрашенности, так и в силу высокой социальной значимости [2, 5, 6]. В то же время межполушарные различия у животных с защитным паттерном поведения исследованы недостаточно. Цель работы состояла в анализе поведения самцов мышей, подсаженных к агрессивной особи, до и после односторонней корковой инактивации.

МЕТОДИКА

Ключевые слова

межполушарная асимметрия; поведение; мыши CC57W; латерализация положительных и отрицательных эмоций

Для оценки поведения мышей применялся этологический анализ, который в настоящее время используется достаточно широко [4]. В наших опытах для анализа поведения в качестве оценочных единиц выбирались дискретные поведенческие акты и позы. Систематизация элементов поведения животных проводилась на основе устойчивых связей между элементами соответственно мо-тивационным категориям с использованием «Этологического атласа для фармакологических исследований на лабораторных грызунах» [4]. Согласно этому принципу рассматривали два основных вида поведения: индивидуальное и внутривидовое.

Запись этограммы — текущей последовательности поведенческих актов и поз — проводилась с помощью комплекса «Этограф-1ВМ». В отличие от предыдущих разработок данное устройство имеет 20 параллельных каналов ввода информации, что открывает совершенно новые возможности в телеметрическом способе регистрации. На двух пультах расположено по 10 клавиш, специально под левую и правую руку, так, чтобы было удобно работать не глядя на сами пульты. При этом большое число параллель-

© Коллектив авторов, 2008; лицензиат ООО «Архив»

ISSN 1606-8181

2444

ных каналов принципиально обеспечивает возможность кодирования более, чем 2 х 10 реакций. Другим отличием от ранее созданных систем является предварительная запись экспериментальных данных на магнитофон. Это позволяет накапливать необходимую информацию, а при воспроизведении записи — контролировать ее. При этом, если возникали сбои, то корректор-восстановитель кодов восстанавливал испорченную запись. Таким образом была повышена защищенность экспериментальных данных от посторонних помех. Частота и длительность нажатий на клавиши экспериментатором отражали соответствующие изменения в текущем поведении животных. Выходное печатающее устройство ЭВМ давало таблицу показателей абсолютной и относительной частоты появления, а также общей и средней продолжительности каждого из регистрируемых элементов поведения в соответствии с программой обработки опытов. Точность регистрации составляла 0,2 с. Опыты проводили на 69 самцах мышей линии СС57Ш по схеме «резидент—интрудер». Выбор модели был определен необходимостью зарегистрировать возможно большее число элементов видотипичного поведения, в том числе агрессивного и защитного. В наших опытах использовалась модель агрессии, вызванной длительной социальной изоляцией. Социальная изоляция является сильным стрессирующим фактором, вызываюшим нарушение нормальных внутривидовых контактов, а также возникновение (примерно у трети выборки) спонтанной агрессивности [3]. Для изоляции отбирали половозрелых мышей-самцов массой 20—23 г и отсаживали в индивидуальные клетки размером 10 х 10 х 12 см на 35—40дней. Во время опыта в клетку изолированной особи (хозяина, резидента) на четыре минуты подсаживали мышь (чужака, или интрудера), ранее содержавшуюся в клетке с 8—10 животными. Соответственно для резидентов был характерен агрессивный, а для интрудеров — защитный паттерн поведения. Каждому резиденту во всех опытах соответствовал один и тот же интрудер с целью исключения возможных различий в поведении хозяина в зависимости от статуса чужака.

Временная инактивация коры одного из полушарий достигалась путем эпидуральной аппликации фильтровальной бумажки, смоченной 25 % раствором хлорида калия [1]. Для этого за двое суток до первого опыта у животных под нембуталовым наркозом над обеими гемисферами в кости черепа высверливалось по отверстию диаметром около 1 мм. Аппликация производилась за 20 минут до тестирования. При изучении влияния односторонней корковой распространяющейся депрессии на поведение мышей на каждой исследованной особи проводилось

четыре опыта. В первом эксперименте оценивалось поведение интактных особей. После этого у животных производилась подготовительная операция для унилатеральной инактивации. Во втором эксперименте анализировалось влияние произведенной операции на поведение мышей. Эти опыты служили контролем. В третьем опыте у одной половины животных инактивировали левое, а у другой половины — правое полушарие. В четвертом эксперименте производилось выключение второй гемисферы. Все опыты проводили с интервалом в 48 часов, время тестирования составляло четыре минуты.

Результаты экспериментов обрабатывали статистически с помощью ц-критерия и критерия Вилкок-сона—Манна—Уитни.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основные результаты экспериментов представлены в табл. 1—3. При подсаживании в клетку к резиденту у мышей-интрудеров было зарегистрировано одиннадцать элементов поведения. Локомоция, сидение с принюхиванием, аутогруминг и подъем на задние лапы встречались у всех исследованных животных. Сидение, рытье подстилки и еда наблюдались примерно у половины мышей (от 58 до 62 %). А обнюхивание тела, избегание, вертикальная и боковая защитные стойки были зарегистрированы только у трети особей (от 22 до 31 %) (табл. 1)

Следует отметить, что удельный вес внутривидового взаимодействия у интрудеров был очень невелик и составлял около 6 % времени опыта. Выключение коры левого полушария (активно правое) достоверно уменьшало число интрудеров, у которых наблюдались боковая и вертикальная защитные стойки, избегание, подъемы на задние лапы, рытье подстилки и аутогру-минг. Временная инактивация правой гемисферы (активна левая) достоверно уменьшало число животных, у которых регистрировали избегание, подъемы на задние лапы и рытье подстилки. В то же время число животных, у которых наблюдалось сидение типа «примерзание» возрастало. Сравнение эффектов инактивации, на наш взгляд, свидетельствует о том, что у самцов мышей данной линии в регуляции защитных стоек, вертикальной исследовательской активности и аутогруминга доминирует левое полушарие, а в регуляции сидения типа «примерзание» — правое. При этом сразу оговоримся, что под доминирующим мы подразумеваем то полушарие, при активном состоянии которого регистрируемый показатель был ближе к исходному уровню. Если с вышеупомянутой точки зрения проанализировать частоту появления элементов поведения мышей-интрудеров (табл. 2) можно

Таблица 1

Влияние унилатеральной инактивации полушарий на число мышей-интрудеров линии СС57Ш

Элементы поведения Контроль Выключение левого полушария ( ) Выключение правого полушария ( )

Боковая защитная стойка 24,2 6,7 25,0*

Вертикальная защитная стойка 22,1 3,4 22,8*

Избегание 26,5 10,0 8,3

Обнюхивание тела 30,6 27,7 41,7

Сидение 59,2 66,7* 86,1

Сидение с принюхиванием 100,0 100,0 100,0

Локомоция 100,0 100,0 100,0

Подъем на задние лапы 100,0 63,3 и 80,6 И'*

Еда 61,9 46,6 52,8

Рытье подстилки 58,1 33,3 и 38,9

Аутогрумминг 100,0 80,0 97,2*

2445

Примечание: данные представлены в процентах; обозначения: \ ^ ^— достоверное снижение или увеличение числа животных при р < 0,05 или 0,01 соответственно. * — доминирующее полушарие.

придти к следующим выводам. Правое полушарие доминирует в случае сидения с принюхиванием, еды и аутогруминга. В то же время левая гемисфера играет ведущую роль во всех защитных реакциях и, как итог, во всем внутривидовом поведении; подъемах на задние лапы и всей исследовательской активности. Кроме того, инактивация коры левого полушария достоверно снижала общее число переключений с одного элемента поведения на другой, тогда как правостороннее выключение несколько увеличивало данный показатель. По-видимому, это свидетельствует о доминировании левого полушария в «инициации», «индукции» или, говоря другими словами, «запуске» отдельных элементов поведения. Крайним нарушением возможности смены одних реакций другими является уменьшение числа животных с тем или иным видом поведения: соответствующая реакция просто не может «запуститься» (табл. 1). Тогда как правая гемисфера играет ведущую роль в поддержании протекания поведенческой реакции во времени.

Анализ временных параметров регистрируемых элементов поведения в целом выявил аналогичные изменения (табл. 3). Тем не менее наблюдались и существенные различия. Так, при сравнении эффектов инактивации гемисфер выявилось доминирование правого, а не левого полушария в отношении избегания. Не наблюдалось различий между гемисферами в регуляции продолжительности сидения с принюхиванием. По реакции подъемов на задние лапы также

как и в случае избегания доминирующим вместо левого стало правое полушарие.

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ

РЕЗУЛЬТАТОВ

Таким образом, результаты проведенных экспериментов показали, что у самцов мышей линии СС57Ш с защитным паттерном поведения имеет место функциональная межполушарная асимметрия в регуляции элементов как внутривидового, так и индивидуального поведения. При этом социально-значимые поведенческие реакции связаны, в основном с функционированием левого полушария, в то время как элементы индивидуального поведения — с правым.

С чем может быть связано такое распределение «обязанностей» полушарий головного мозга? Во-первых, это может быть связано с преобладающей ролью правой гемисферы в обработке поступающей сенсорной информации, в то время как левая гемисфера формирует моторный ответ [3]. На это, в частности, указывают данные, касающиеся частоты переключения элементов. При инактивирован-ном левом полушарии наблюдается ее достоверное снижение в целом за опыт, что, на наш взгляд, свидетельствует о «неспособности» правой гемисфе-ры самостоятельно реализовывать моторную реализацию поведения. Во-вторых, это может быть

Таблица 2

2446

Влияние унилатеральной инактивации полушарий на частоту появления элементов поведения у мышей-интрудеров линии СС57Ш

Элементы поведения Интактные животные Оперированные животные ( ) Выключение левого полушария ( ) Выключение правого полушария ( )

Боковая защитная стойка 1,3 ± 0,4 1,2 ± 0,4 0,2 ± 0,1 *0,5 ± 0,2

Вертикальная защитная стойка 1,3 ± 0,3 0,6 ± 0,2 0,2 ± 0,1 *0,5 ± 0,2

Избегание 0,8 ± 0,3 0,8 ± 0,4 0,3 ± 0,1 *1,2 ± 0,5

Защитное поведение 3,4 ± 0,5 2,6 ± 0,4 0,7 ± 0,2 *2,2 ± 0,4

Обнюхивание тела 1,0 ± 0,5 0,9 ± 0,4 0,5 ± 0,2 0,9 ± 0,4

Социабельность 1,0 ± 0,5 0,9 ± 0,4 0,5 ± 0,2 0,9 ± 0,4

Внутривидовое поведение 4,4 ± 0,7 3,5 ± 0,6 1,3 ± 0,3 *3,1 ± 0,4

Сидение 2,4 ± 0,6 2,8 ± 0,8 5,1 ± 1,0 4,5 ± 0,8

Сидение с принюхиванием 6,6 ± 0,9 14,5 ± 1,2 *7,5 ± 0,8 13,4 ± 1,4

Статичное поведение 9,0 ± 0,7 17,3 ± 1,0 12,6 ± 0,9 17,9 ± 1,1

Локомоция 14,8 ± 1,6 11,1 ± 1,2 10,7 ± 1,2 11,1 ± 1,3

Подъем на задние лапы 15,3 ± 1,3 9,2 ± 1,0 5,1 ± 1,6 *7,6 ± 0,8

Исследовательская активность 30,1 ± 1,9 20,3 ± 2,0 15,8 ± 1,8 *18,7 ± 1,8

Еда 2,8 ± 0,4 3,3 ± 0,9 *1,8 ± 0,2 12,6 ± 1,6

Рытье подстилки 5,2 ± 0,9 5,5 ± 0,6 1,8 ± 0,3 1,6 ± 0,3

Аутогруминг 5,0 ± 0,9 5,7 ± 1,0 *4,8 ± 0,7 7,8 ± 1,1

Самообеспечение 13,0 ± 1,0 14,5 ± 1,2 8,4 ± 0,9 22,0 ± 1,9

Индивидуальное поведение 52,1 ± 2,4 52,0 ± 2,5 36,8 ± 1,8 58,6 ± 2,5

Всего переключений 56,5 ± 2,6 55,6 ± 2,5 38,1 ± 1,7 *61,7 ± 2,8

Примечание: обозначения как в табл. 1.

связано с различной латерализацией положительных и отрицательных эмоций. Показано, что у самцов мышей линии СС57Ш после длительной социальной изоляции в регуляции элементов агрессии доминирует правое полушарие [3]. Следовательно, можно предположить, что в условиях агонистическо-го взаимодействия у атакующего животного, возникают положительные эмоции, связанные преимущественно с правым полушарием, а у защищающейся особи проявляются отрицательные эмоции, связанные в основном с левой гемисферой.

ЛИТЕРАТУРА

1. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высшая школа, 1991. 400 с.

2. (Михеев В.В., Шабанов П.Д.) Mikheiev V.V., Shabanov P.D. Role of the left and the right brain hemispheres in regulation of aggressive behavior induced by different stressors in mice // Психофарма-кол. биол. наркол. 2005. Т. 5, № 2. С. 890. [Proceedings of the 9th International Multidisciplinary Conference «Stress and Behavior», Saint-Petersburg, Russia May 16-19, 2005. Ed.: Allan V. Kalueff, PhD]

Таблица 3

Влияние унилатеральной инактивации полушарий на продолжительность элементов поведения у мышей-интрудеров линии СС57Ш

Элементы поведения Интактные животные Оперированные животные ( ) Выключение левого полушария ( ) Выключение правого полушария ( )

Боковая защитная стойка 4,7 ± 1,0 4,7 ± 0,9 0,7 ± 0,3 *3,0 ± 1,0

Вертикальная защитная стойка 6,5 ± 1,0 4,3 ± 0,8 2,3 ± 0,5 *4,1 ± 0,9

Избегание 2,5 ± 0,4 2,5 ± 0,5 *1,6 ± 0,3 0,6 ± 0,2

Защитное поведение 13,7 ± 2,0 11,5 ± 0,9 4,6 ± 0,4 *7,7 ± 0,6

Обнюхивание тела 4,6 ± 0,8 3,2 ± 0,9 2,0 ± 0,5 2,6 ± 0,5

Социабельность 4,6 ± 0,8 3,2 ± 0,9 2,0 ± 0,5 2,6 ± 0,5

Внутривидовое поведение 18,3 ± 1,5 14,7 ± 1,3 6,6 ± 0,5 *10,3 ± 0,7

Сидение 10,2 ± 0,8 15,6 ± 1,1 37,4 ± 2,4ft 21,2 ± 2,1

Сидение с принюхиванием 25,0 ± 1,7 55,2 ± 9,2 ft 29,9 ± 1,9 38,8 ± 1,4

Статичное поведение 35,2 ± 1,2 70,8 ± 8,8 67,3 ± 2,5 60,0 ± 2,6

Локомоция 23,7 ± 1,8 20,5 ± 1,9 20,5 ± 1,7 21,4 ± 2,0

Подъем на задние лапы 42,1 ± 4,1 27,6 ± 3,1 *26,9 ± 2,9 18,6 ± 1,7

Исследовательская активность 65,8 ± 3,7 48,1 ± 2,9 47,4 ± 3,2 40,4 ± 3,0

Еда 33,5 ± 2,5 33,1 ± 2,7 25,9 ± 1,9 27,1 ± 3,0

Рытье подстилки 30,8 ± 2,9 16,5 ± 2,0Ц *11,9 ± 1,1 5,8 ± 0,9

Аутогруминг 22,7 ± 2,1 27,3 ± 1,9 *36,1 ± 2,3 55,2 ± 4,7

Самообеспечение 87,0 ± 3,5 76,9 ± 3,4 73,9 ± 3,4 88,1 ± 3,6

Индивидуальное поведение 221,7 ± 5,1 225,3 ± 5,2 233,4 ± 5,2 229,7 ± 5,0

Всего переключений 56,5 ± 2,6 55,6 ± 2,5 38,1 ± 1,7 61,7 ± 2,8

2447

Примечание: данные представлены в секундах. Обозначения как в табл. 1.

3. Михеев В.В., Шабанов П.Д. Фармакологическая асимметрия мозга. СПб.: Элби-СПб, 2007. 384 с.

4. Пошивалов В.П. Экспериментальная психофармакология агрессивного поведения. Л.: Наука, 1986. 178 с.

5. Функциональная межполушарная асимметрия: хрестоматия / Под ред. Н.Н. Боголепова, В.Ф. Фокина. М.: Научный мир, 2004. 728 с.

6. Шабанов П.Д., Мещеров Ш.К., Лебедев А.А. Синдром социальной изоляции. СПб.: Элби-СПб, 2004. 208 с.

Micheev VV, Karpov IV. The Effect of Unilateral Cortical Spreading Depression on Behavior of Mice with Defendant Pattern of Behavior. Psychopharmacol Biol Narcol. 2008; 8(3-4): 2443-2447

Military Medical Academy, 6, acad. Lebedeva street, St. Petersburg, 194044, Russia

SUMMARY: In male CC57W mice with defendant pattern of behavior the functional interhemispheric asymmetry in regulation of elements of both intraspecies and individual behavior was registered. In these experiments socially significant reactions were connected with the left hemisphere, but elements of individual behavior did with the right hemisphere. This phenomenon was linked with preferable role of the right hemisphere in treatment of inputing sensor information, while the left hemisphere formed the motor response, or with different lateralization of positive and negative emotions.

KEY WORDS: interhemispheric asymmetry; behavior; CC57W mice; lateralization of positive and negative emotions