Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности поведения и обучения крыс с депривацией активности катехоламинергических систем мозга

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности поведения и обучения крыс с депривацией активности катехоламинергических систем мозга"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Ж5ВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

Медвинская Наталия Игоревна

Особенности поведения и обучения крыс с депривацией активности катехоламинергических систем мозга

03.00.13 - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ . диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1997

Работа выполнена в лаборатории нвйромадиаторных систем ц лаборатории природных гипометаболических состояний Института биофизики клетки РАН.

Научный руководитель:

доктор биологических наук Т.П.Семенова

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Н.А.Тушмалова доктор биологических наук, профессор В. II. Пода чин

заседании диссертационного совета К.053.05.35 при Московском государственном университете им.М.В.Ломоносова по адресу: 119899, -Москва. В-234, Воробьевы горы, МГУ, биологический факультет МГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ.

Автореферат разослан "Ц" апреля 1997 г.

Ученый секретарь

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии РАМН

Защита состоится "12" мая

1997 г. в 1530 часов на

диссертационного совета / кандидат биологических наук

инщ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Изучение эндогенных нейрохимических механизмов и факторов, регулирующих процессы обучэния и памяти, является одним из важнейших направлений современной нейробиологии. С этим направлением исследований связаны перспективы избирательного воздействия на процессы обучения и памяти с целью управления ими, а также понимания механизмов некоторых форм патологии (Апиарил, 1975, 1996; MC Gcaigh, 1975; Бехтерева, 1980; Тролова, 1988; Круглшюб, 1988; Селенова, 1992; Тушалова, 1994).

Исследованиями, проведенными в лаборатории нейромедиаторных систем, и другими авторами установлена важная роль моноаминов (МА), в частности норэдреналина (НА) и серотошша • (5-ОТ), в регуляции процессов онтогенетического развития головного мозга (louder, Bloom, 1974; ЧуОалсв и др.-, 1984; Гролова и др.. 1987; Угрюлов, 1996). Исходя из этого были сделаны предположения о том, что нарушение нормального функционирования 'катехоламин(КА)-ергических систем мозга в онтогенезе может оказывать влияние на закрепление индивидуальных программ адаптивного поведения (Петров и др., 1982; Гролова, 1989), вызывать задержки психического развития (Лупандин и др.,1978; Oeds, 1987; Узбеков и др., 1996). В этой связи являются актуальными исследования, направленные на выяснение механизмов развития патологических состояний ЦНС, обусловленных эндогенным образованием в отдельных структурах мозга нейротоксинов, избирательно повреждающих нейроны определенной химической природы (Shaywltz et al., 1976; Perry et al., 1982; Comins et al., 1987). Использование приемов, вызывающих развитие хронической депривации активности КА-ергических систем, позволяет подойти не только к исследованию механизмов формирования некоторых форм патологии ЦНС, обусловленной снижением активности этих систем, но и разработке новых методов фармакологической и других форм коррекции такого рода нарушений.

Цель и основные задачи исследования

Цель настоящего исследования состояла в изучении КА-ергических механизмов регуляции обучения животных и связанного с ним исследовательского и эмоционального поведения на модели депривации активности КА-ергических систем мозга, а также в экспериментальном обосновании методов коррекции выявленных нарушений поведения.

Для достижения данной цели были поставлены следующие

Впервые показана возможность восстановления обучения, исследовательского и эмоционального поведения у животных с хронической депривацией активности КА-ергических систем посредством трансплантации эмбриональной ткани ГП в неокортекс. Тем самым получено еще одно подтверждение специфичности включения НА-ергическоЯ системы мозга в регуляцию эмоционально-отрицательного состояния тавотных.

Научно-практическая ценность исследования

Материалы диссертации имеют не только важное теоретическое, но и практическое значение. Теоретический аспект заключается в том, что получены новые данные о закономерностях обучения животных и связанных с ним поведенческих реакциях , показана роль КА-ергических систем в регуляции обучения в зависимости от характера используемого подкрепления. Полученные в исследовании результаты расширяют современные представления о механизмах регуляции процессов обучения и памяти в условиях патологического функционирования мозга, обусловленного экспериментально вызванной депривацией активности КА-ергических систем мозга. Это создает предпосылки для совершенствования лекарственой терапии больных с нарушениями памяти, внимания и эмоциональной реактивности, а также дальнейшего поиска новых методов коррекции этих нарушениий.

¿прободая работы

Основные материалы диссертации докладывались на IV Всесоюзной конференции по следовым процессам (Пувдно, 1979), III, IV и V Всесоюзных конференциях "Физиология и биохимия медааторных процессов" (Москва, 1980, 1985, 1990), Всесоюзной конференции "Стресс, адаптация и функциональные нарушения" (Кишинев, 1984), Всесоюзном симпозиуме "Нейрохимические механизмы регуляции памяти" (Пущино, 1984), Всесоюзной конференции "Динамическая локализация и компенсация функций ЦНС" (Ереван, 1984), XXVII и XXVIII совещаниях по проблемам высшей нервной деятельности (Ленинград, 1984), 19-ом ежегодном заседании Европейского общества "Мозг и поведение" (Нови Сад, Югославия, 198Т), Всесоюзной конференции по сравнительной физиологии животных и человека (Москва, 1988), Бсесозном симпозиуме "Трансплантация ткани мозга млекопитающих" с международным участием (Пущино, 1988), IV Всесоюзном съезде патофизиологов (Кишинев, 1989), Всесоюзном симпозиуме "Сигнальные молекулы и регуляция поведения" с международным участием (Пущино, 1989), Всесоюзном симпозиуме "Условный рефлекс в системе нейрона ук" (Ленинград, 1991), Учредительном конгрессе международного общества патофизиологов

конкретные задачи:

1. Охарактеризовать экспериментальную модель депривации активности КА-ергических систем, полученную при введении крысам 6-оксидофамшш (б-ОДА), на примере их обучения о использованием эмоционально-разжчного подкрепления и связанных с них поведенческих реакций:.

2. Сопоставить особенности поведения и обучения•крыс на фоне хронической и острой депривации активности КА-ергических систем мозга для выяснения роли их центрального звена в регуляции изучаемых форм поведэния.

3. Изучить в сравнительном плане поведенческие эффекты хронической депривации активности КА-ергических систем мозга у крыс в возрасте 25 и 90 дней с целью выявления возрастной компенсации нарушений поведения.

4. Разработать способ фармакологической коррекции нарушенных форм поведения у крыс с хронической депривацией активности КА-ергических систем мозга при помощи препаратов, восстанавливающих баланс активности 5-0Т- и НА-ергической систем мозга, учитывая при этом принцип рэципрокности их функциональных взаимоотношений.

5. Выяснить возможности компенсации нарушений поведения у крыс, развивавшихся в условиях дефицита содержания КА в головном мозге после неонатального введения 6-ОМ. путем трансплантации эмбриональной НА-ергической нервной ткани в кору головного мозга.

Научная новизна исследования

В результате исследования, проведенного с использованием комплекса современных физиологических подходов получены новые цанные, позволившие установить закономерности регуляции {А-ергическими системами мозга процессов обучения, восприятия и Еиксации информации, поступающей на эмоционально различном фоне, з также получить экспериментальное обоснование методов коррекции крушенного поведения.

В условиях патологии, обусловленной депривавдей активности СА-ергических систем мозга, развивающейся вследствие геонатального введения специфического нейротоксина б-ОДА, впервые юказано значение реципрокности 5-0Т- и НА-ергической систем юзга в процессах фармакологической коррекции нарушенных форм говедения животных. Установлено, что восстановление )мощгонального поведения у этих животных фармакологическим путем южет быть получено как путем повышения активности НА-ергической :истемы, так и путем угнетения 5-ОТ-ергическоЙ системы мозга.

(Москва, 1991), I Съезде общества физиологов Азербайджана (Баку-Еилик-Иршад. 1994), ПИ Международном катехоламиновом симпозиуме (Асиломар, США. 19%).

По результатам выполненных исследований в отечественных и зарубежных изданиях опубликовано 32 работы.

Объем в структура диссертации

Диссертаций изложена на /ж страницах машинописного текста, иллюстрирована м рисунками и ^таблицами и состоит из введения, обзора литературы, описания использованных методов и объектов исследования, трех глав с изложением результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и указателя литературы. Библиографический указатель включает л9я работ. из f¿> них отечественных и //%. зарубежных авторов.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено на 264 крысах-самцах линии Вистар. возраст которых к началу экспериментов составлял 25 дней, 2, 3 и 6 месяцев.

Методы обучения животных. В опытах с обучением на эмоционально-положительном и эмоционально-отрицательном подкреплении (пищевом и болевом) в универсальной-камере (рис.1) , обеспечивающей строго сопоставимые экспериментальные условия, изучали эффекты направленного вмешательства в активность КА-ергических систем мозга.

В качестве модели обучения на эмоционально-положительном подкреплении использовали выработку условнорефлекторной реакции двустороннего чередования побежек к месту получения пиши (УРДЧП) ('Сел&нова, 1976), а в качестве модели обучения на эмоционально-отрицательном подкреплении - выработку условной реакции активного избегания ударов электрического тока (УРАИ). В отдельной серии опытов эмоционально-различные состояния формировали в рамках

Рис. 1. Общий вид экспериментальной камеры для обучения крыс на пищевом и болевом подкреплении. А - стартовая камера, Б и В -полочки, на которых животные получают пищу, или спасаются от электрокожного раздражения, Г и Д - дверцы-заслонки.

подкрепления одной модальности путем 10-кратного увеличения или уменьшения величины пищевого подкрепления, на фоне которой вырабатывали условнорефлекторяую двигательную пищевую реакцию (УДПР) (Селенова, Ли, 1982). Для количественного учета эмоциональной реактивности был введен коэффициент дискриминации (Кд) эмоционально-положительных и эмоционально-отрицательных воздействий (рис.2).

Исследовательское поведение животных оценивали по методике открытого поля. Наблюдения проводили в течение 3 минут.

Ориентировочную реакцию на сенсорные стимулы различной модальности изучали по методике Маршалла (1979). Реактивность к соматосенсорным, зрительным и обонятельным стимулам оценивали в условных единицах по 4-балльной шкале.

Острую дещзивацию активности КА-ергических систем мозга проводили путем введения взрослым крысам специфического для этих Сйетем нейротоксина 6-ОДА в дозе 150 мкг/10 мкл в каждый боковой хеяудочек мозга через вкивленные направляюще канюли. Поведение животных исследовали через две недели после введения 6-ОДА (Vetulant et al.. 1977).

Хроническую депривацию активности КА-ергических систем производили путам ежедневного введения животным в первые трое суток после рождения 6-ОДА (100 мг/кг. подкожно) (Jonsson.

Рис.2. Общий вид экспериментальной камеры (А) для изучения у крыс формирования эмоционально-различных состояний, возникающих в результате резкого изменения величины подкрепления при обучении на подкреплении одной модальности. 1, 2, и 3 - стартовый, центральный и целевой отсеки, 4 - дверцы-заслонки, 5 - полка, б -фотоэлементы.

Б - динамика изменения времени пищедобывательной реакции у интактных крыс при различных режимах подкрепления. В - формула для подсчета коэффициента дискриминации, где Т -

время реакции до изменения величины подкрэплеш, Г2 - время

реакции после и-менения величины подкреплени.

1974). Поведение крыс изучат через 25 и 90 дней после введения препарата с целью оценки ранних нейротоксических эффектов 6-ОДА и длительности вызванных им нарушений.

Направленные вмешательства в активность КА-аргических систем мозга осуществляли путем системного введения предшественников КА Ь-диоксифенилаланина (1-ДОФА, "Серна", ФРГ) и диоксифенилсерина (ДОФС, "Сэрва", ФРГ), блокатора синтеза 5-ОТ пара-хлор-р-фенилаланина (ЛХФА, "Кох-Лайт", Англия), специфического нейротоксина КА-ергических систем 6-ОДА ("Сигма". США).

Трансплантацию эмбриональной ткани голубого пятна животным с хронической депривацией активности КА-ергических систем проводили билатерально в неокортекс. Тестирование поведения животных проводили через 3-4 месяца после трансплантации.

Статистическую обработку получентис результатов выполнят при помощи компьютерной программы К1егоз1а1 с использованием ^критерия Стыодэнта. В качестве критерия достоверности принимали Р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Влияние хронической депривации активности КА-ергических систем мозга на поведение и обучение крыс.

Данный раздел исследования проведен на 151 крысе и посвящен анализу поведения животных, развивавшихся в условиях патологии КА-ергических систем, обусловленной нейротоксическим их повреадением в неонатальном периоде при помощи 6-ОДА.

Результаты биохимического анализа показали, что .введение 6-ОДА новоровденным животным приводило к избирательному снижению уровня содержания КА в мозге крыс, сохранявшемуся на протяжении 9 месяцев, причем степень угнетения КА-ергических систем была максимальной в неокортексе - области локализации терминальных полей этих систем.

При изучэншш поведения крыс установлено, что неонатальное введение 6-ОДА вызывает у животных угнетение исследовательской активности в открытом поле, что выражается в снижении числа пересеченных квадратов и вертикальных стоек (рис.3).

У депривированных животных наблюдается угнетение ориентировочной реакции на ссматосенсорные, зрительные и обонятельные стимулы, сохраняющееся на протяжении нескольких месяцев и усиливающееся с возрастом животных.

В опытах с обучением выявлена связь эффектов 6-ОДА на формирование услошгорафлокторных навыков с эмоциональным знаком

и

И

Ж

2

(16) (16) (29) (33) (17) (6)

25 леей 90 дьей 90 дней

Хроническая острая

деприаацая деприваиия

РИС.3. ОиОб9ННООТИ ИСОЛёДОВЗТЗЛьСКОГО ПиВ0Д9шгЯ В ОТКриТОМ поле крыс с хронической и острой депривацивй активности КА-ергических систем мозга, к - время выхода из центра ноля, Б -показатель горизонтальной и В - вертикальной исследовательской активности за 3 мин наблюдения. Белые столбики - контрольные животные; заштрихованные столбики - крысы, получавшие 6-ОДА. Достоверность отличия данных по г-критерию Стьюдента: * - Р<0,05; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001.

г

используемого подкрепления. Так, у депривированных крыс выработка УРАИ была крайне затруднена, о чем судили по отсутствию достижения ими критерия обученности (рис.4,1). В то же время сопоставление динамики формирования УРДЧП у 25-дневных животных контрольной и экспериментальной групп не выявило достоверного влияния 6-ОДА на выработку условнорефлекторных реакций на пищевом, подкреплении. Более того, у 90-дневных крыс с хронической депривацией активности КА-ергических систем эта реакция вырабатывалась быстрее, чем у животных соответствующей контрольной группы (рис.4, II).

Результаты опытов по выработка реакции дискриминации эмоционально-различных воздействий, обусловленных изменением величины пищевого подкрепления, выявили 'влияние 6-ОДА на восприятие животными эмоционально-отрицательных воздействий. В этом случае при снижении величины пищевого подкрепления у контрольных животных наблюдается увеличение времени выполнения рефлекторных реакций (рис.2). Животные с депривацией активности КА-ергических систем ведут себя по-другому: либо не реагируют на

II

40 80 120 Число побежек

; юо : 80 ! 60 ! 40 ' 20

с 60

2 40 | 20 х

§ 100 «

80 60 40

Г>"

т4

40 80 120 160 Число победе*

Рис.4. Динамика выработки УР активного избегания яоцицептивного раздражения (I) и УР двустороннего чередования побежек к месту получения пищ (II) у крыс с хронической депривацией в возрасте 25 (А), 90 (Б) дней и острой депривацией (В) активности КА-ергических систем мозга. Сплошная . линия -контрольные животные, пунктирная - крысы, получавшие 6-ОДА. По оси абсцисс - число побежек, по оси ординат - число правильных ответов, %. Горизонтальная линия - критерий обученности.

изменение экспериментальной обстановки, о чем свидетельствуют близкие к нулевому значению показатели Кд (25 дней), либо демонстрируют парздоксальшй тжг реагирования, ускоряя условнорефлекторные побежки (90 .дней), при этом Кд принимает отрицательное значение (рис.5).

Таким образом, на фоне глубокого и стабильного снижения уровня содержания КА, наблюдавшегося у крыс через 25 и 90 дней посла неонатального введения 6-ОДА, в их поведении отмечались ярко выраженнные нарушения, которые в некоторых случаях усиливались с возрастом (реактивность к сенсорным стимулам и способность к дискриминации эмоционально-отрицательных воздействий).

2. Влияние острой депривации активности КА-ергических систем мозга на поведение и обучение крыс.

Принимая во внимание роль периферических КА в регуляции поведения животных нами была поставлена специальная серия опытов по изучению эффектов внутрижелудочкового введения 6-ОДА на обучение и связанное с ним исследовательское и эмоциональное

(6) (9) (7) (7Í (7) (б) 25 дней 90 дней 90 днеЯ Хроническая Острая

депризация депризаиия

Рис.5. Изменение реакции дискриминации эмоционально-отрицательных воздействий у крыс с хронической и острой делривацией активности КА-ергических систем мозга. По вертикальной оси - коэффициент дискриминации. Белые столбики -контрольные животные; заштрихованные столбики - крысы, получавшие б-ОДА. Достоверность отличия данных по t-критерию Стьюдента:..* -р<0,05; ** - Р<0,01.

поведение.'Данный раздел исследования выполнен на 58 крысах.

Биохимический контроль содержания КА в мозге крыс с внутрижелудочковым введением б-ОДА выявил резкое снижение уровней содержания НА и ДА в неокортексе - на 99% и 79% соответственно, что подтверждает эффективность этого способа депривации активности КА-ергических систем.

Анализ результатов, полученных при тестировании опытных и контрольных животных по методике открытого поля показал, что острая депривация активности КА-ергических систем мозга, вызванная путем введения б-ОДА в боковые желудочки мозга, сопровождается угнетением исследовательского поведения по всем параметрам наблюдения - числу пэресечененных квадратов и вертикальных стоек, латентному периоду выхода из центра поля (рис.3).

У дэпривированных животных отмечается достоверное ухудшение ориентировочной реакции на сенсорные стимулы различной модальности - тактильной, обонятельной и особенно зрительной.

Динамика обучения депонированных крыс на ноцицептивном подкреплении свидетельствует о невозможности выработки этой реакции на протяжении 200 предъявлений условного стимула, так как уровень выполнения УРАИ не достигал критерия обученности {рис.4). Влияние острой депривации КА-ергических систем на выработку УРДЧП проявлялось в нестабильности этой реакции, уровень выполнения которой в конце обучения соответствовал 60-70%. Результаты опытов

по обучению крыс на эмоционально-различном фоне, создаваемом в рамках пищевой модальности выявили негативное влияние 6-0ДА на способность животных к дискриминации эмоционально- отрицательных воздействий, о чем свидетельствуют близкие к нулю значения Кд (рис.5). В отличие от этого обучение депривированных животных на фоне резкого возрастания величины пищевого. подкрепления не отличалось от контроля.

Сопоставление эффектов хронической и острой депривации активности КА-ергических систем мозга на исследовательское поведение и обучение животных на эмоционально-различном подкреплении показывает принципиальное сходство изменений их поведения при обеих формах введения 6-ОДА: снижение ориентировочно-исследовательской активности в открытом поле, невозможность выработки УРАИ, нарушение дискриминации .эмоционально-отрицательных воздействий. На основании полученных результатов можно сделать вывод о ведущей роли центральных КА-ергических систем в регуляциии этих процессов.

3. Компенсация нарушений поведения и обучения крыс, обусловленных введением 6-ОДА.

Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что введение б-ОДА новорожденным животным приводит к ярко выраженным и стойким изменениям их поведения. Среди этих нарушений особое место занимает ухудшение исследовательской деятельности и обучения на эмоционально-отрицательном подкреплении. Таким образом, животные с хронической депривацией активности КА-ергических систем являются уникальной моделью для разработки методов коррекции поведения, нарушенного в результате развития организма в условиях дефицита КА-ергических влияний. С этой целью наш был иснользован метод фармакологического вмешательства в активность МА-ергичэских систем мозга и метод трансплантации химически специфической нервной ткани. Данный раздел исследования выполнен на 55 крысах.

Установлено, что введение депривированным животным Ь-ДОФА нормализует реакцию дискриминации эмоционально-отрицательных воздействий (рис.6). Необходимо отметить, что нормализующий эффект был получен при введении Ь-ДОФА в дозе 5 мг/кг , что в 4 раза меньше дозы, которая эффективна для интактных животных. Это, очевидно, связано с развитием гиперчувствительности пост-синаптичэской мембраны НА-ергических нейронов, которую отмечали и другие исследователи (Мазакжи а!., 1980; БсаНотх eí а1., 1985).

- Л, 6-ОДА 1

к Ц 6-ОДА б-ОДА 6-ОДА 1 ДСФА ДС.ЙС ПХ£А

Рис.6. Восстановление реакции дискриминации эмоционально-отрицательных воздействий: у крыс с хронической депривацией активности КА-ергических систем мозга путем введения животным Ь-ДОФА (5 мг/кг), ДОФС (50 мг/кг) и ПХФА (300 мг/кг) По вертикальной оси - коэффициент дискриминации. Белые столбики -контрольные животные. Достоверность отличия данных по г-критерию Стьюдвнтз: * - Р<0,05; ** - Рс0,01.

С целью дифференцированной оценки роли ДА и НА в компенсации нарушений эмоционального поведения животным, неонатально получавшим 6-ОДА. вводили ДОФС (50 мг/кг), вызывающий избирательное повышение уровня НА в мозге (СаПззоп, 1964). Это привело к нормализации процесса дискриминации эмоционально-отрицательных воздействий, о чем свидетельствует увеличение Кд (рис.6). Факт восстановления этой реакции с помощью ДОФС подтверждает ведущую роль НА-ергической- системы в регуляции эмоционально-отрицательных состояний у животных. Сходный эффект был получен не только в результате активации НА-ергической системы, но и после снижения активности 5-ОТ-ергической системы. Так, введение депривированным животным ингибитора синтеза серотонина ПХФА приводило к восстановлению реакции дискриминации эмоционально-отрицательных воздействий (рис.6). Сходство эффектов Ь-ДОФА и ДОФС, повышающих активность НА-ергической системы, и ПХФА, ингибирующего синтез 5-ОТ в мозге, можно рассматривать как доказательство рещшрокного характера взаимоотношений 5-ОТ- и НА-ергической систем мозга (Громова и др., 1985). Таким образом, использование принципа реципрокности функциональных взаимоотношений 5-ОТ- и НА-ергической систем мозга открывает новые возможности в разработке методов компенсации нарушенний поведения, обусловленных дисбалансом активности МА-ергических систем мозга.

С целью исследования специфической роли НА в регуляции

процессов обучения, исследовательского и емоцисяального поведения, а также возможности восстановления поведения, нарушенного в результате неонатального введения животным 6-ОДА, наш был использован метод пересадки эмбрональной ткани ГП. Успехи, достигнутые в области трансплантации нервной ткани (ВЗйгЫипй. еЬ а!.. 1981. 1987; Виноградова. 1985; Витег а1.. 1985; Ермолова и Ор., 1996; Александрова, и Ср., 1995) сделали возможным применение этого метода для получения стойкой и эффективной коррекции выявленных нарушений. Эффект нормализации поведения этих крыс был выявлен через 4 месяца после операции, прослеживался на протяжении 5 месяцев наблюдений и коррелировал с повышением, уровня НА в неокоргексе (рис.7). После трансплантации ткани ГП у депривировашшх животных наблюдалось стабильное восстановление исследовательского поведения в открытом поле и ориентировочной реакции на сенсорные стимулы различной модальности. Результаты опытов по выработке реакции дискриминации эмоционально-отрицательных воздействий показали, что трансплантация ткани ГП в кору головного мозга восстанавливает адекватное реагирование депривировашшх животных в условиях эмоционально-отрицательного фона (рис.7). Морфологический анализ мозга оперированных животных, проведенный по окончании исследования поведения, выявил присутствие трансплантатов в неокортексе оперированных животных, наличие в них жизнеспособных

А Б В

□ КОНТРОЛЬ В 6~0М й 6-0Д1 + ГП ЕЗ 6-ОДА + ГИП

Рис.7. Восстановление исследовательской активности (А), реакции дискриминации эмоционально-отрицательных воздействий (Б) и уровня содержания норадреналина (В) в коре головного мозга у крыс й хронической депривацией активности КА-ергических систем мозга путам трансплантации эмбриональной ткани ГП в неокортекс. Достоверность отличия данных группы крыс, получавших 6-ОДА от интактного контроля: * - Р<0,05; »* - Р<0.01; *** - Р<0,001. Достоверность отличия данных группы крыс с трансплантацией ГП от группы депривированных животных: + - КО,05; ++ - Р<0,01.

клеток ГП, норадренергическая природа которых была идентифицирована гистохимическим методом Фалька-Хшитаргга яо характерному для НА зеленому свечению .Поскольку в интактном мозге НА-ергические нейроны локализованы в стволовых структурах С 1ГПёегз1есЗ?, 1971), выявленные НА-ергическиз нервные клетки могли принадлежать только трансплантатам ГП. Биохимический анализ показал, что уровень содержания НА в неокортексэ опытных крыс, взятом за пределасми расположения нейронов трансплантата, достигал 60% от контрольного, что указывает на функциональную активность нейронов трансплантатов ГП. В группе животных активного контроля, которым была пересажена эмбриональная ткань гиппокампа, не выявлено влияние трансплантации на поведение и уровень НА в мозге.

Таким образом, результаты этих опытов указывают на преимущественное участие НА-ергической системы мозга в регуляции эмоционально-отрицательных состояний и исследовательского поведения. Кроме того, применение метода трансплантации химически специфической эмбриональной нервной ткани дает возможность компенсировать ряд нерушений исследовательского и эмоционального поведения у животных с хронической дисфункцией КА-ергических систем мозга.

ВЫВОДЫ

1. 6-ОДА, введенный животным в неонатальном периоде, вызывает у них хроническую депривацшо активности КА-ергических систем мозга, которая сопровождается глубоким угнетением исследовательской активности в открытом поле, снижением реактивности к стимулам различной модальности и резко затрудняет обучение на эмоционально-отрицательном подкреплении (выработка УРАИ), не оказывая существенного влияния на обучение с эмоционально-положительным подкреплением (выработка УРДЧП), а также ослабляет реакцию дискриминации эмоционально-отрицательных воздействий.

2. Преимущественную роль центрального звена КА-ергических систем в регуляции процессов обучения и связанных с ним поведенческих реакций подтверждают сходные нарушения поведения, наблюдаема у крыс с острой депривацией активности КА-ергических систем, вызванной введением б-ОДА взрослым крысам в боковые желудочки мозга.

3. У неонатально депривированных животных на фоне глубокого угнетения активности КА-ергических систем мозга с возрастом

и

сохраняется значимость, а в некоторых случаях происходит усиление интенсивности нарушений поведенческих реакций, что свидетельствует о длительности оказанного нейротоксического воздействия.

4. Экспериментально полученную хроническую депривацию активности КА-ергических систем мозга при помощи введения 6-ОДА в неонатальном периоде мокно рассматривать в качестве модели врожденных форм патологических состояний, связанных с недоразвитием этих систем в эмбриогенезе. Данная экспериментальная модель может служить для разработки возможных способов коррекции возникающих при этом нарушений.

5. Трансплантация эмбриональной ткани HI в неокортекс крыс, неонатально получавших 6-ОДА, сопровождается восстановлением у них исследовательского поведения в открытом поле, ориентировочной реакции к соматосенсорным и зрительным стимулам, а также нормализацией реакции дискриминации эмоционально-отрицательных воздействий, что подтверждает представление о ведущей роли НА-ергической системы в регуляции обучения животных на эмоционально-отрицательном подкреплении.

6. Восстановление поведения животных с хронической депривацией активности КА-ергических систем достигается путем нормализации баланса активности 5-0Т- и НА-ергической систем мозга при введении предшественников синтеза КА L-ДОФА и ДОК или ингибитора синтеза серотонина ПХФА. Наличие реципрокности 5-0Т- и НА-ергической систем мозга играет важную роль в обосновании способов фармакологической коррекции нарушений поведения, обусловленных дисбалансом активности МА-ергических систем мозга.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТШЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Громова Е.А., Семенова Т.П., Грищенко (Медвинская) Н.И. Различия эффектов 6-оксидофамина на обучение крыс при внутри-желудочковом и локальном его введении в отдельные ядра катехоламинергической системы мозга. Бюл.экспер.биол. и мед. 1983, в.8. с.6-8.

2. Семенова Т.П., Третьяк Т.Н., Грищенко (Медвинская) Н.И., Смирова Г.Н. Адаптация к поведенческим эффектам 6-оксидофамина. Ж.высш.нервн.деят., 1983, т.33, в.1, с.161-165.

3. Брагин А.Г., Виноградова . О.С., Громова S.A., Грищенко (Медвинская) Н.И., Иваницкий Г.Р., Куликов A.B.. Семенова Т.П., Смирнова Г.Н., Третьяк Т.М. Влияние трансплантации норадренерпиеской нервной ткани на уровень норадреналина мозга и

поведение крыс с разрушением катехоламинергических систем. Локл.АН СССР, 1984. т.276., в.4, с.999-1002.

4. Громова Е.А., Семенова Т.П., Гршценко (Медвинская) Н.И. Механизмы токсического действия 6-оксидофамина на катехоламин-ергические структуры мозга. Нейрохишя, 1985, т.4, No 4, с.427-441.

5. Громова Е.А., Семенова Т.П., Грищенко (Медвинская) Н.И. Влияние острой и хронической депривации активности катехоламин-ергических систем, вызванной б-оксидофамином. на поведение животных. Ж.высш.нервн.деят., 1985,т.35, в.6, с.1133-1141.

6. Semenova Т.Р., Gromova Е.А.. Grlsiichenko (Medvlnskaya) N.I.. Nesterova I.V., Kullkov А.В., Smyrnova G.N., Tret'yak T.M., Bragln A.G., Vlnogradova O.S. Behavioral, biochemical and hystochemlcal effects or locus coeruleus transplantation in the rats with neurotoxic lesions ol catecholamlnerglc system. Neuroscience, 1987, v.22(3), p.993-1002.

7. Semenova T.P., Grlsiichenko (Medvlnskaya) N.I. Pharmacological compensation of the disturbance animal behaviour Induced by disbalance activity of serotonin- and noradrenergic brain systems. In:"Trends and Prospects In the Pharmacology ol transmitter Interactions". Eds. Ts. Stoytchev. D. Staneva-Stoytcheva, R. Radomlrov, 1987, Sofia, p.253-257.

8. Gromova E.A., Semenova T.P., Grlshchenko (Medvlnskaya) N.I. Influence or 6-OHDA on the animals learning with emotionally different reinforcement. Biogenic amines, 1988, v.5, No 5, p.351-362.

'9. Семенова Т.П., Брагин А.Г.. Гршценко (Медвинская) Н.И.. Нестерова И.В., Виноградова О.С., Громова Е.А., Компенсация нарушений поведения, обусловленных введением 6-оксидофамина, при трансплантации эмбриональной ткани синего пятна. Ж.высш. нервн-деят., 1988, т.35, в.5, с.872-880.

10. Semenova Т.P., Bragln A.G., Grlshchenko (Medvlnskaya) N.I., Nesterova I.V.. Vlnogradova O.S.. Gromova E.A. Compensation for behavioral dlsordea due to administration of 6-hydroxydopamlne In transplantation of embrlonlc locus coeruleus tissue In rats. Neuroscl.a.Behav.Physiol.. 1989, v.19. No 5, p.359-365.

11. Semenova T.P., Grlshchenko.(Medvlnskaya) N.I., Nesterova I.V.. Past A.E. The role of : ciprocal relationship of serotonergic and noragrenerglc brain systems In the compensation of abnormal behaviour of rat neonatally trated with 6-OHDA or

5,7-DHT. "Signal molecules and mechanisms of abnormal behaviour". Abstracts oi Symposium. Pushehino, 1989, p.54.

12. Гриценко (Медвинская H.) Н.И., Семенова Т.П.. Громова Е.А., Константинова U.C. Биохимические и поведенческие эффекты повреждения КА систем мозга крыс в раннем онтогенезе. "Физиология и биохимия медиаторных процессов", конф., посвящ. 90-летию Х.С.Коштоянца, 1990, с.85.

13. Seraenova Т.P., Grlshchenko (HedvinsKaya) N.I., Fast А.Е. Reciprocity of serotonergic and noradrenergic systems in the regulation of animal behaviour. Studies in neurossiencea, 1991, Manchester University Press, Manchester-New-York, v.15, 290-293.

14- Sereenova T.P., Gromova E.A.. Grlshchenko (Medvlnskaya) N.I. Pathological behaviour Induced by disbalance of in the activity monoamlnerglc systems In early ontogeny. Constituent Congress о 1 Internal.Society lor Pathophysiology, Moscow, 1991, p.31.

15. Semenova T.P., Medvlnskaya K.I. The functional Interrelationships between NA and 5-HT brain systems. Eighth In term t. Catecholamine Symposium, Asllomar (USA), 1996, p. 190.

3j_._03._97JW.7482P. Тир.70 экэ. Усл.псч.л. 1,0 Отпечатано на ротапринте в ОНТИ ПНЦ РАН