УДК 612.821.2

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ПАТТЕРНЫ ПОВЕДЕНИЯ КРЫС С РАЗЛИЧНОЙ ПРОГНОСТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К СТРЕССУ В ТЕСТЕ «ОТКРЫТОЕ ПОЛЕ»

Исакова Лариса Сергеевна1, Юдицкий Антон Демитриевич2, Пермяков Александр Александрович3
1ГБОУ ВПО Ижевская государственная медицинская академия, д.м.н., профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии
2ГБОУ ВПО Ижевская государственная медицинская академия, ассистент кафедры нормальной физиологии
3ГБОУ ВПО Ижевская государственная медицинская академия, к.м.н, доцент кафедры нормальной физиологии

Аннотация
При тестировании в «открытом поле» у животных с различной прогностической устойчивостью к стрессу формируются специфические пространственно-временные паттерны поведения, которые отражают преобладание тех или иных мотиваций у животных в условиях эмоционального стресса. У стресс-неустойчивых животных стрессорное поведение обусловлено сочетанием высокой тревожности и отрицательной эмоциональности. Особенности поведения стресс-устойчивых животных определяются преобладанием положительных эмоций. Поведение животных в первой половине тестирования (первые 100-150 сек) носит неспецифический ориентировочный характер, а затем формируется специфический для каждой группы паттерн.

Ключевые слова: индивидуальная стресс-устойчивость, мотивации, открытое поле, паттерны, Стресс


SPATIAL AND TEMPORAL PATTERNS OF BEHAVIOR OF RATS WITH VARIOUS PROGNOSTIC STRESS RESISTANCE IN THE TEST "OPEN FIELD"

Isakova Larisa Sergeevna1, Yuditskiy Anton Demitrievich2, Permyakov Alexander Alexandrovich3
1Izhevsk State Medical Academy, MD, professor of the Department of normal physiology
2Izhevsk State Medical Academy, Assistant of the Department of Normal Physiology
3Izhevsk State Medical Academy, PhD, assistant professor of Normal Physiology

Abstract
When tested in the "open field" in animals with different prognostic resistant to stress generated specific spatio-temporal patterns of behavior that reflect the predominance of one or another motivation in animals under emotional stress. In the stress-sensitive animals stressor behavior is caused by a combination of high anxiety and negative emotionality. Features of conduct stress-resistant animals determined by the predominance of positive emotions. Animal behavior in the first half of the test (the first 100-150 sec) is a non-specific indicative, in the second half formed a specific pattern for each group.

Рубрика: 14.00.00 МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Исакова Л.С., Юдицкий А.Д., Пермяков А.А. Пространственно-временные паттерны поведения крыс с различной прогностической устойчивостью к стрессу в тесте «открытое поле» // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 1. Ч. 3 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/41943 (дата обращения: 03.06.2017).

Введение

Тест «открытое поле» остается одним их ведущих инструментов оценки индивидуально-типологических особенностей поведения экспериментальных животных [1]. Использование различных модификаций данного метода позволяет оценить широкий спектр психофизиологических функций организма в условиях слабого стресса [2, 3].

Выбор поведенческих показателей, используемых в данном тесте, зависит от задач исследования, опыта экспериментатора, а также возможностей регистрирующей аппаратуры [1].

Определение прогностической устойчивости крыс к эмоциональному стрессу при помощи теста «открытое поле» является признанным методом в физиологии и патофизиологии стресса [4]. При помещении в «открытое поле» животное испытывает слабый стресс, следствием чего является изменение поведения. Выявленные особенности поведения  устойчивых и неустойчивых к эмоциональному стрессу животных позволяют выводить коэффициент индивидуальной прогностической устойчивости к стрессу [5, 6]. При этом оценивается суммарное количество выполненных поведенческих актов за все время эксперимента. Оценивая стрессорное поведение как ряд динамически меняющихся системоквантов [7], оценка показателей поведения с учетом времени эксперимента позволит расширить представления об особенностях поведения животных в условиях стресса.

Целью работы явилось выделение пространственно-временных паттернов поведения крыс различной прогностической устойчивостью к стрессу в тесте «открытое поле».

Материалы и методы исследования

Опыты проведены на 50 белых беспородных крысах-самцах массой 200-250 г. в осенне-зимний период. Работа выполнена в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 18 марта 1986 года) и приказу МЗ РФ от 19.06.2003 № 267.

С целью определения индивидуальной прогностической устойчивости к стрессу животных тестировали в тесте «открытое поле» [8] в арене белого цвета в течение 5 минут. В ходе тестирования проводили видеосъемку, и регистрировали следующие поведенческие показатели: латентный период первого движения, время выхода в центр, количество пересеченных квадратов, количество стоек, продолжительность груминга, продолжительность фризинга и вегетативный показатель – число болюсов. Затем рассчитывался коэффициент индивидуальной устойчивости крыс к эмоциональному стрессу [5] с выделением устойчивых и неустойчивых к эмоциональному стрессу животных. Дополнительно оценивали время выполнения животным тех или иных поведенческих актов с последующей математической обработкой результатов построением пространственно-временного поведенческого паттерна [9].

Результаты

В результате проведенных экспериментов 15 животных были отнесены к группе неустойчивых к эмоциональному стрессу и имели индивидуальный коэффициент (ИК) 0,27-0,70. 17 животных были отнесены к группе устойчивых к эмоциональному стрессу, у которых ИК был равен 1,1-4,0.

18 крыс, не имевших четких закономерностей поведения, были отнесены к амбивалентной группе, и оценка поведенческих паттернов у них не проводилась.   Сформированные паттерны позволяют произвести быструю первоначальную первичную классификацию исследуемых животных, используя визуальную оценку поведения.

а – стресс-неустойчивые животные

б -стресс-устойчивые животные

Рис. 1. Временные паттерны поведения у крыс с различной прогностической устойчивостью к стрессу при тестировании в «открытом поле»

Рис. 2. Пространственные паттерны поведения у крыс с различной прогностической устойчивостью к стрессу при тестировании в «открытом поле»

Поведение животных с низкой прогностической устойчивостью к стрессу характеризовалось длительным периодом исследовательской активности (более 150 сек), поздним выходом в центр, перемещением животного преимущественно по периферии с последующим непродолжительным периодом фризинга и груминга. По мнению ряда авторов, высокая двигательная активность в «открытом поле» может свидетельствовать как о состоянии комфорта, так и о состоянии сильного стресса, принимая характер оборонительной [10, 11]. Оценка значимости данного поведенческого показателя должна проводиться с учетом дополнительных параметров поведения. Поздний выход в центр отражает отрицательные эмоции животного, т.к. связан со страхом открытого пространства [12]. Преобладание груминга и фризинга во второй половине эксперимента может быть связано с состоянием внутренней тревоги и страха [13, 14]. Таким образом, поведение стресс-неустойчивых животных характеризуется высокой оборонительной активностью вследствие повышенной отрицательной эмоциональности и тревожности.

Особенностью поведения стресс-устойчивых животных являлся очень длительный период исследовательской активности, который составил около 200-250 сек. При этом у животных данной группы после раннего выхода в центр наблюдались повторные передвижения в направлении центральной части арены, так и непосредственно в центре экспериментальной установки. Устойчивые к стрессу крысы отличались активной горизонтальной, а также вертикальной исследовательской активностью на всей площади арены, включая центральную часть. Принимая во внимание низкий уровень груминговой активности, а, следовательно, низкую тревожность [13], и ранний выход в центр, который может свидетельствовать о положительной эмоциональности [12], выраженную исследовательскую активность можно характеризовать как двигательную активность комфорта.

Таким образом, при тестировании в «открытом поле» у животных с различной прогностической устойчивостью к стрессу после первичной оценки экспериментальной установки формируются специфические пространственно-временные паттерны поведения, которые отражают преобладание тех или иных мотиваций у животных в условиях эмоционального стресса.


Библиографический список
  1. Выбор поведенческих тестов для оценки типологических особенностей поведения крыс / А.В. Мельников, М.А. Куликов, М.Р. Новикова и др. // Журнал высшей нервной деятельности. 2004. Т.54. № 5. С. 712 – 717.
  2. Поведенческие реакции у экспериментальных животных с различной прогностической устойчивостью к стрессу в тесте «открытое поле» / А.А. Пермяков, Е.В. Елисеева, А.Д. Юдицкий и др. // Вестник удмуртского университета: Биология. Науки о земле. 2013. №6-3. С. 83-90.
  3. Цитокины крови у крыс с разной поведенческой активностью при эмоциональной стрессорной нагрузке и введении интерлейкина-1b / С.С. Перцов, Е.В. Коплик, В.Л. Степанюк и др. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2009. Т. 148. № 8. С. 161-165.
  4. Коплик Е.В., Салиева P.M., Горбунова А.В. Тест «открытого поля» как прогностический критерий устойчивости крыс линии Вистар к эмоциональному стрессу // Журнaл высшей нервной деятельности им. Павлова. 1995. Т. 45. № 4. С. 775-781.
  5. Коплик Е.В. Метод определения критерия устойчивости крыс к эмоциональному стрессу // Вестник новых медицинских технологий. 2002. Т. 9. № 1. С. 16-18.
  6. Пермяков А.А., Юдицкий А.Д. Применение нейро-нечеткой системы ANFIS в анализе поведенческих показателей у животных в тесте «открытое поле». Исследования в области естественных наук. 2013. № 10(22). С. 1.
  7. Судаков К.В., Агаян Г.Ц., Вагин Ю.Е. Системокванты физиологических процессов / под ред. академика РАМН К.В. Судакова. М.: Международный гуманитарный фонд арменоведения им. академика Ц.П. Агаяна, 1997. 152 с.
  8. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высшая школа, 1991. С. 119-122.
  9. Пермяков А.А., Юдицкий А.Д. Программа обработки экспериментальных данных при тестировании животных в «открытом поле». Исследования в области естественных наук. 2013. № 9 (21). С. 1.
  10. Poley W., Royce J. R. Genotype, maternal stimulation and factors of mouse emotionality // Journal of Comparative & Physiological Psychology. 1970. N 71. P. 246-250.
  11. Archer J. Tests for emotionality in rats and mice: a review // Anita. Behav. 1973. N 21. P. 205-235.
  12. Walsh R., Cummim R. The open-field test: a critical review // Psichological Bulletin. 1976. N 83. P. 482-504.
  13. Kalueff A.V., Tuohimaa P. The grooming analysis algorithm discriminates between different levels of anxiety in rats: potential utility for neurobehavioural stress research // J. Neurosci. Methods. 2005. N 143. P. 169–177.
  14. Маркель А.Л., Галактионов Ю.К., Ефимов В.М. Факторный анализ поведения крыс в тесте открытого поля // Журнaл высшей нервной деятельности им. Павлова. 1988. Т. 33. № 5. С. 855-863.


Все статьи автора «anton»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: