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.

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»