Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование закономерностей нарушения и коррекции различных форм поведения животных с помощью нейропсихотропных средств

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Исследование закономерностей нарушения и коррекции различных форм поведения животных с помощью нейропсихотропных средств"

^ А

^ г- • ч

чГ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ^ им. М. В. ЛОМОНОСОВА

ъ _

г

Биологический факультет

На правах рукописи

ИНОЗЕМЦЕВ Анатолий Николаевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ НАРУШЕНИЯ И КОРРЕКЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНЫХ С ПОМОЩЬЮ НЕЙЮПСИХОТРОПНЫХ СРЕДСТВ

03.00.13 — физиология человека и животных 14.00.25 — фармакология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва—1997

Работа выполнена на кафедре высшей нервной деятельности Биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова

Научные консультанты:

доктор биологических наук, профессор Н. А. Тушмалова доктор медицинских наук, профессор Т. А. Воронина

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук,

ведущий научный сотрудник Н. С. Попова

доктор биологических наук,

ведущий научный сотрудник Т. П. Семенова

доктор биологических наук,

ведущий научный сотрудник М. Ф. Минеева

Ведущее учреждение — НИИ высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Защита состоится "13" октября 1997 г. в 'Р.. часов на заседании Специализированного совета Д.053.05.35 при Биологическом факультете МГУ им. М. В. Ломоносова по адресу: Москва, 119899, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет, ББА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова.

Автореферат разослан "./.■>).." сентября 1997 г.

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат биологических наук

Б. А. Умарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. В науке о высшей нервной деятельности (ВНД) в по-шедние годы все заметнее прослеживается развитие заложенной 1. П. Павловым тенденции синтеза сравнительной физиологии, патопсихоло-■ии и психофармакологии. Каждая из указанных дисциплин вносит свой вклад ! развитие объединяющей их науки.

Нарушения ВНД играют большую роль в исследованиях нормального функционирования ЦНС и интерес к ним в последнее время существенно воз-юс (Айрапетянц, 1982, 1992). Психофармакологическая коррекция нарушений, шея свое самостоятельное практическое медицинское значение из-за их больного распространения, также привлекает внимание именно с точки зрения исследования ВНД. И. П. Павлов отмечал, что химические вещества в физиологии могут способствовать успеху физиологического анализа, а методы ВНД, в свою очередь, могут служить целям исследования механизмов действия фарма-<ологических веществ. Именно такой подход к взаимосвязи психофармакологии и физиологии обеспечивает в настоящее время успех в той и другой областях знания (Анохин, 1957; Ашмарнн, 1975; Вальдман, 1979; Громова, 1980; Семенова, 1992; Судаков, 1997; Харкевич, 1993).

Для экспериментального изучения механизмов нарушения и коррекции эбучения и памяти плодотворно используются нейропсихотропные препараты доотропы, транквилизаторы, психостимуляторы и нейролептики (Воронина, 1982, 1992; Гарибова, 1993; Машковский, 1993; Незнамов,1990; Островская, 1994; Петров и соавт., 1997; Раевский и соавт., 1996; Середенин 1987; Тушма-гсова, 1994; Apud et al., 1983; Benesova, 1994; Giurgea, 1982; Schmidt, 1985; Vernon, 1991; Voronina, 1994).

В отечественной физиологии успешно развивается созданный трудами Л. А. Орбели (1922) и X. С. Коштоянца (1934) сравнительно-физиологический подход (Асратян, 1963; Батуев, 1973; Воронин, 1957; Карамян, 1969; Коган, 1964; Крушинский, 1986; Тушмалова, 19809; Тушмалова, Маракуева, 1986), Вопрос о плодотворности исследования патологических и защитных функций организма в филогенетическом ряду животных был поставлен также давно — еще И. И. Мечниковым (1917), однако, данная проблема не получили должного развитая.

Существенное значение в отношениях животных с окружающим миром играют оборонительные рефлексы. Следует отметить, что прямое перенесение приемов, разработанных на пищевых условных рефлексах, как на выработку инструментальных оборонительных реакций, так и на их функциональное на-

рушение невозможно (Анохин, 1968). Это делает необходимым изучение специфики указанных реакций.

Психофармакологические исследования на млекопитающих осуществляются наиболее часто с помощью условнорефлекгорных моделей. Однако при выборе моделей для сравнительных психофармакологических исследований необходимо иметь в виду, что помимо условных рефлексов индивидуально-приспособительные реакции выражаются и в других явлениях. Например, Л. Г. Воронин (1977) выделил 6 уровней таких реакций: привыкание (угасание), сенсибилизация (сумма« ня), нестойкая условная связь и др.

Фундаментальную форму взаимодействия организма с внешней средой составляют двигательные реакции. Одновременно они выступают как сформировавшийся в эволюции показатель мобилизации жизненных ресурсов при экстренном изменении в среде, вызывающем у животных состояние тревоги и повышенной готовности к борьбе или бегству (Кеннон, 1927). Это делает возможным использовать изменение двигательной активности в ответ на различные экстремальные воздействия для изучения нарушения поведения у животных более низких ступеней филогенеза.

Поскольку механизм нарушений ВЦД и ее защиты сложился в эволюции, то исследование его наиболее целесообразно с помощью методов сравнительной физиологии и патофизиологии. Иными словами, важно исследовать нарушения и психофармакологическую коррекцию ВНД у животных различного уровня филогенеза. Однако, сравнительно-физиологический подход в психофармакологии как направление исследований, несмотря на его актуальность, не развивается. В связи с вышесказанным изучение с учетом филогенеза механизмов нарушения обучения и памяти и психофармакологического влияния на них представляется актуальным и перспективным.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состояла в сравнительном изучении нарушений и нейропсихотропной коррекции двигательной активности, обучения и памяти у животных с различной организацией нервной системы. Это определило постановку следующих конкретных задач:

1. Исследовать специфику инструментальных условных реакций избегания (РИ) и особенности подкрепления при их формировании у крыс.

2. Разработать на основе указанного анализа экспериментальную модель обратимого функционального нарушения обучения и памяти, пригодную для изучения широкого спектра влияния нейропсихотропных препаратов на инте-гративную деятельность мозга.

3. Сопоставить влияние препаратов, представляющих классы ноотропов,

психостимуляторов, транквилизаторов и нейролептиков, на функциональное нарушение обучения и памяти у крыс.

4. Сравнить эффекты пирацетама и феназепама при пространственной переделке РИ.

5. Изучить действие пирацетама на поведение личинок ручейников Chaetopteryx villosa в экстремальной ситуации.

6. Исследовать влияние пирацетама на двигательную активность пепельно-серых тропических тараканах Nauphoeta cinerea.

7. Изучить действие пирацетама и пептида дельта-сна на двигательную активность и РИ у рыб Carassius auratus при понижении уровня воды.

8. Сравнить нарушение и нейропсихотропную коррекцию обучения, памяти и двигательных реакций при различных экстремальных воздействиях у вышеназванных представителей высших беспозвоночных, низших позвоночных и млекошггагощих.

Научная новизна работы. Впервые предложена на основе анализа специфики подкрепления в инструментальных условных оборонительных реакциях новая экспериментальная модель обратимого функционального нарушения обучения и памяти — "сбой РИ", обусловленная нарушением однозначных причинно-следственных отношений в экспериментальной среде. Модель создает увеличение прагматической неопределенности, эмоциональное напряжение и срыв ВНД. Модель позволяет выявить широкий спектр влияния психотропных препаратов на интегративную деятельность мозга. Она эффективна для выявления положительного влияния ноогропов на ВНД, включая случаи, когда традиционно используемая методика выработки РИ не обнаруживает указанного влияния. Установлено, что модель создает новые возможности для исследования особенностей анксиолитических эффектов нейропсихотропных веществ.

Впервые установлено положительное влияние на воспроизведение РИ в условиях сбоя ноотропных веществ с различной химической структурой и различными свойствами, что указывает па участие различных механизмов влияния на обучение и память при данном функциональном нарушении ВНД.

Сравнительный анализ влияния ноотропов и анксиолитиков на восстановление РИ после сбоя позволил заключить, что существуют два разнонаправленных отношения между уровнем тревожности и способностью решения задачи, обусловливающих два различных механизма положительного влияния на эмоциональное напряжение и воспроизведение ранее выработанного навыка. Транквилизаторы, воздействуя непосредственно на эмоциональную сферу, оптимизируют эмоциональный фон и как следствие улучшают воспроизведение

Рй. Ноотропы, повышая интеллектуальный и мнестический потенциал и увеличивая интегративные возможности ЦНС, обеспечивают быстрый и более точный анализ информации и высокий уровень воспроизведения РИ после ее функционального нарушения; при этом опосредованно как следствие удовлетворения потребности уменьшается эмоциональное напряжение. Следовательно, при внешне одинаковом эффекте ноотропов и анксиолотиков механизмы их влияния различны.

Впервые показано, что использование пространственной переделки РИ позволяет выделить на одной модели анксиолитические и ноотропные компоненты психофармакологических средств. Выражением анксиолитического эффекта служит уменьшение межсигнальных реакций, а ноотропного — более быстрое усвоение видоизмененного навыка. Показано, что анксиолитик фена-зепам уменьшает межсигнальные реакции и РИ, тогда как ноотроп пирацетаь увеличивает число межсигналышх реакций и РИ, Сопоставление особенносте! влияния пирацетама и феназепама на сбой РИ и ее пространственную передел ку показывает, что уменьшение эмоционального напряжения недостаточно дли решения задачи в изменившихся условиях и в этом случае необходима умерен ная активация. Феназепам, снимая эмоциональное напряжение, вызываемо! изменением в экспериментальной обстановке, способствует воспроизведении РИ, когда навык остается неизменным, но не эффективен, когда необходим« изменение навыка. Пирацетам, не угнетая адаптивные процессы, связанные < моторной активацией в экстренно изменившихся условиях, предотвращает е чрезмерное развитие.

Впервые проведено исследование нарушения и нейропсихотропной кор рекции обучения и памяти у животных с различным уровнем органгоаци нервной системы. Установлена однотипность реакций на различные экстре мальные воздействия и однонаправленность психотропных влияний на эти ре акции у представителей высших беспозвоночных, низших позвоночных и мле копитающих.

Установлено, что различные экстренные изменения в окружающей сред вызывают у животных с различной организацией ЦНС резкое увеличение дм гательной активности, регулируемое с помощью пирацетама.

Научно-практическая значимость. Результаты исследований нооглютил включены в материалы изучения специфической активности препарата, коте рые представлены в фармакологический комитет МЗ России и на основани которых получено разрешение на клиническое изучение нооглютила в качеств ноотропного препарата.

Разработанная методика обратимого функционального нарушения РИ у крыс применяется в НИН фармакологии и Северо-Осетинском государствен-чом университете. Результаты исследований используются в лекциях ira Биологическом и Психологическом факультетах МГУ. По результатам исследований получены авторское свидетельство № 1591436, 1990 и патент № 2071319,1997.

Апробация диссертационного материала. Результаты исследований были представлены и доложены на: XXX-XXXIII конференциях научного общества Венесуэлы, 1980-1983; IX совещании по эволюционной физиологии ¡Ленинград, 1986); П Всесоюзной конференции "Простые нервные системы и их значение для теории и практики" (Казань, 1988); Всесоюзной конференции, посвященной 80-летию со дня рождения члена-корреспондента АН и АПН СССР Л.Г.Воронина (Москва, 1988); конференции по проблемам микроэволюции (Москва, 1988); Всесоюзной конференции, посвященной 160-летию со дня рождения И.М. Сеченова (Одесса. 1989); 28 совещании по ВНД (Ленинград, 1989); VU Всесоюзной конференции по экологической физиологии (Ашхабад, 1989); Всесоюзном совещании по вопросам поведения рыб (Москва, 1989); международном симпозиуме "Молекулярные основы влияния биологически ак-гивных веществ на поведение" (Таллин, 1989); II международной конференции по патологии нервной системы (Гавана, 1990); симпозиуме "Физиологическое и клиническое значение регуляторных пептидов" Горький. 1990; X Всесоюзном совещании по эволюционной физиологии, посвященном памяти академика Я.А.Орбели (Ленинград, 1990); IU международной конференции ''Экологическая патология и ее фармакологическая коррекция" (Чита, 1991); Всесоюзной конференции с международным участием "Синтез, фармакология и клинические аспекты новых обезболивающих средств" (Новгород, 1991); Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика С.В.Аничкова (С.-Петербург, 1992); Российской научной конференции 'Создание лекарственных средств" (Москва, 1992); II международной конференции "Биологические основы индивидуальной чувствительности к психо-гропным веществам" (Москва, 1993); 3(16) съезде физиологического общества при РАН (Пущино, 1994); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти профессора В.С.Яснецова (Смоленск, 1994); Всероссийской междисциплинарной конференции (Борок, 1994); Международной конференции "Современные методы биологической терапии психических заболеваний" (Москва, 1994); Всероссийской конференции "Антиоксиданты и актопро-гекторы" (С.-Петербург, 1994); ГО и IV собраниях Европейского нейроиеитид-но го клуба (Кембридж, 1993, Страсбург, 1994); I Европейском конгрессе по

фармакологии, Милан, 1995; И Конференции Российской ассоциации по изучению боли (С-Петербург, 1995); И, Г11 и IV Российском национальном конфессе "Человек и лекарство" (Москва, 1995, 1996, 1997); II международном симпозиуме "Механизмы действия сверхмалых доз" (Москва, 1995); 1 Съезде Российского научного общества фармакологов "Фундаментальные исследования как основа создания лекарственных средств" (Волгоград, 1995); I Российском конгрессе по патофизиологии с международным участием (Москва, 1996); П Всероссийском совещании "Поведение рыб" (Борок, 1996); 1(ХГ) Международном совещании по эволюционной физиологии. (С.-Петербург, 1996); Международном координационном совещании "Экологические проблемы патологии, физиологии и терапии животных" (Воронеж, 1997); ХХХШ Международном конгрессе физиологических наук (С.-Петербург, 1997).

Публикации. По материалам диссертации опубликована 51 печатная работа в отечественных и иностранных журналах, книгах, материалах конференций, симпозиумов и съездов, а также в материалах по авторским заявкам и патентам.

Объем и структура диссертации. Диссертация содержит введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, четыре главы экспериментальных исследований, включающих описание результатов, их обсуждение и резюме, заключение и выводы. Список литературы состоит из......источников на

русском и..... на иностранных языках. Диссертация изложена на......страницах

машинописного текста и иллюстрирована.... рисунками и .... таблицами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты проведены на 776 крысах (белых беспородных, крысах линии Sprague-Dawley и Вистар); 142 рыбах {Aphyocharax erithrurus, Carassius auratus); 164 пепельно-серых тропических тараканах Nauphoeta cinerea и 40 личинках водных насекомых ручейников Chaetopteryx villosa.

Выработка РИ у крыс в камере Скиннера. В исследовании использовали камеру размером 25.4 х 27.9 х 30.5 см. Пол камеры состоял из 16 металлических штырей диаметром 0.6 см, отстоящих один от другого на 1 см. На боковой стенке располагался рычаг, нажатие на который с силой 13 г замыкало микровыключатель, что обеспечивало регистрацию реакций животного и выключало раздражители.

Основные черты методики во всех сериях состояли в следующем. Включали красную лампочку, действие которой, если животное не нажимало на ры-

чаг, длилось 5 с, послс чего включали оранжевую лампочку. Если РИ снова отсутствовала, то через 1 с в проводку пола подавали электрический ток 0.8 мА. Нажатие на рычаг выключало условный и безусловный раздражители, в противном случае они совместно действовали в зависимости от цели эксперимента 0.1 1.0 или 10 с, после чего их выключали и начинался межсигнальный период (15, 30 или 60 с), равно как и после реакции избегания или избавления. Если животное к моменту включения условного раздражителя удерживало рычаг в нажатом состоянии, то для избегания предстоящего тока необходимо было отпустить рычаг и нажать его вновь, иначе через 6 с включался ток, для избавления от которого необходимо было осуществить ту же процедуру.

Опыты и регистрацию результатов осуществляли автоматически с помощью аппаратуры BRS/bVE (фирмы "Coulbourn"). Регистрировали следующие показатели: 1) время от включения красной лампы до нажатая на рычаг; 2) реакции избавления и избегания; 3) время удерживания рычага; 4) межсигнальные реакции в каждом го 6 интервалов, на которые был разбит межеигналышй период. Кроме того, проводили наблюдение за поведением животных (через "магический глаз"). Часть опытов проводилась с помощью автоматического устройства Биотест РК-250.01 КФ "РВС".

Выработка РИ в челночной камере. Выработка условного оборонительного рефлекса двустороннего активного избегания у крыс проводилась в челночной камере фирмы Ugo Basile и в челночной камере Биотест РК-250.01 КФ "РВС". Принципиальная основа методики была такой же, как описано выше. Максимальная длительность изолированного условного раздражителя (звука 800 Гц) и тока равнялась 10 с. Перебегание животного в другую половину камеры выключало оба стимула. Межсигнальный период равнялся 30-60 с. Опыты проводились через день (по 20-25 предъявлений).

Функциональные нарушения РИ. В работе использованы два приема функциональных нарушений, которые вызывались внезапным изменением условий опыта, приводящим к возникновению эмоционального напряжения.

Обратимое функциональное нарушение ("сбой") РИ. После выработки РИ в течение 5-7 дней до установленного критерия в опыт вводили следующее изменение: перебегание животного в другую половину камеры в ответ на условный или безусловный раздражитель переставало приводить к выключению раздражителей при нескольких перебежках, так что животное подвергалось экстренному воздействию электрического тока. После последней реакции ток выключался немедленно, а звук — спустя 2 с (рис. 1). Затем опыт проводили в прежних условиях, в которых тестировали уровень воспроизведения РИ.

б

I

Рис. 1. Диаграмма временных соотношений условного раздражителя (1), безусловного (2) и переходов в другую половину камеры (3) до (А) и во время (Б) сбоя реакции избегания

Функциональное нарушение РИ с помощью ее пространственной переделки. После выработки РИ в челночной камере отверстие, через которое животное переходило в другую половину камеры при обучении, закрывали и открывали в противоположной стороне перегородки. Сразу после этого в течение 20 предъявлений тестировали уровень РИ. В камере Скиннера с той же целью рычаг переносили с дальней трети боковой стенки экспериментальной камеры на ближнюю треть. Наглядное сопоставление различных приемов функциональных нарушений у животных показано на рис. 2.

Измерение уровня глюкозы в крови при сбое основано на использовании биохимических реакций, протекающих на твердом носителе — на мультислой-ной цветной пленке, мультистиксе (Wisser, 1986). Из хвоста каждой крысы брали каплю крови и помещали на поверхность мультистикса так, чтобы покрыть всю его реактивную поверхность; через 30 с кашпо промокали фильтровальной бумагой. Интенсивность окраски определяли сравнением со стандартной шкалой, проградуированной в ммоль/л.

В опытах на рыбах использованы две методики формирования РИ на основе обсушки рыб как экологически адекватного аверсивного воздействия. В одной из них обсушка рыб достигается с помощью понижения уровня воды в аквариуме, во второй — с помощью выталкивании рыб из аквариума вращающейся лопастью. Последняя разработана JL Левиным с соавторами и использована для формирования одиночной и чередующейся РИ (Levin, Perez, Vergara 1982; Levin, Inozemtsev, Fermin, Vergam, 1982). Опыты проведены на 72 рыбах.

Последовательность процедур

Выработка РИ

Стрессирование

Тестирование

РИ в челночной камере

—•

Сбой

10И по

»о—

го-

Сбой

пмпо

РИ в камере Скин-нера

г--^

Перенос рычага

Рис. 2. Различные методические приемы функциональных нарушений РИ у крыс. ПМПО — перемена местоположения отверстия,—-о! — крыса, О- — рычаг

Формирование РИ у рыб с помощью выталкивания их из воды. Установка состоит из полукруглого аквариума размером 270.500»100 мм и лопасти. Лопасть снабжена двумя коридорами (6» 11 мм), к которым ведут суживающиеся туннели. Между входами в туннели находится перегородка высотой 170 мм. Стенки лопасти выполнены из мелкоячеистой сетки.

Каждую группу рыб содержали в отдельном аквариуме. Для выработки РИ лопасть помещали на один из аквариумов и с помощью электромотора приводили ее в движение со скоростью один оборот за 25 с. Движение лопасти в аквариуме ограничивало свободное пространство, сводя его на нет. Если рыбы не проходили через открытый коридор в освобождающуюся часть аквариума

лозада лопасти, то последняя выносила их из воды, в которую они снова падали при определенном наклоне лопасти. При выработке простой РИ был постоянно открыт один коридор; при выработке чередующейся РИ при одном обороте лопасти открывался один коридор, а при следующем — другой. За опыт осуществляли 20 оборотов лопасти.

Формирование РИ с помощью понижения уровня воды. Опыты проведены в прямоугольном аквариуме размером 60*15.17 см, в торцах которого находились ниши глубиной 6 см, закрываемые заслонками; для открывания ниши заслонку опускали на дно. Над каждой нишей укреплялась электрическая лампочка. В центральной части аквариума между нишами на уровне их верхнего края располагалось фальшивое дно с 6 неполными перегородками. Ниже уровня фальшивого дна располагался штуцер с системой шлангов, обеспечивающий наполнение аквариума и сброс воды.

В начале опыта уровень воды над фальшивым дном равнялся 6 см и обе ниши были закрыты. Включали электрическую лампочку над одной из сторон аквариума и начинали сброс воды; в противоположной стороне аквариума открывали нишу. После захода рыбы в нишу (РИ) лампочку выключали, уровень воды повышали до исходного, а нишу закрывали. Если РИ не совершалась, то продолжающееся понижение уровня воды приводило к частичной (при совершении реакции избавления) или полной обсушке рыбы продолжительностью 10-15 с. После этого, как и при совершении РИ или избавления, условный раздражитель выключали, наполняли аквариум водой и закрывали нишу заслонкой. В ходе опыта ниши открывали поочередно. В опытах изучали влияние пептида дельта-сна (250 икг/кг, в/бр.)

Изучение двигательной активности в аналоге "открытого поля". Работа выполнена на 70 рыбах в возрасте около 1 месяца, размером 1.0-1.5 см, из лабораторной культуры Института биологии внутренних вод. Перед наблюдением они содержались в течение 72 ч в воде, содержавшей 100 мг/л пирацетама или в чистой воде, меняемых ежедневно. Установка для наблюдений представляла собой кольцевой коридор из белого пластика, заполненный водой. Внешний диаметр коридора равнялся 9.0 см, ширина— 2.0, а высота стенок — 1.5 см. Коридор равномерно освещался сверху точечным источником света 40 лк. Температура до и во время наблюдения равнялась 19-20° С.

Перед наблюдением рыбу из аквариума сачком пересаживали в стакан с водой, через 1 час воду из стакана вместе с рыбой переливали в коридор. За поведением рыбы в коридоре наблюдали в течение 30 мин после 1 мин адаптации. Движение рыб регистрировали с помощью телевизионной установки, на

экран которой была нанесена разметка, делившая коридор на 8 равных сегментов. Посещение рыбой того или иного сегмента регистрировали нажатием соответствующей клавиши на терминале ЭВМ. Машинная программа записывала последовательность и продолжительность посещений сегментов.

Изучение двигательной активности тропических пепельно-серых тараканов в аналоге "открытого поля". Работа выполнена на 164 взрослых самцах из многолетней лабораторной культуры кафедры энтомологии МГУ. Опыты проведены в стеклянном кристаллизаторе диаметром 20.4 см, стенки которого смазывали вазелином, препятствующим перемещению по там. Кристаллизатор устанавливали па бумажный круг, разделенный концентрическими кругам и и радиусами на 28 частей.

За 1-9 дней до опыта тараканов не поили, а кормили только сухим кормом. В каждый опыт бралось по 3-4 пары (контрольных и опытных) тараканов. Насекомых взвешивали и сажали в стеклянные банки, в которых находились чашечки, содержащие обильно смоченную раствором вату. Контрольный раствор состоял из 5 мл воды и 0.5 г меда, в опытный добавляли 5 мг пираце-тама. Дозу пирацетама вычисляли по количеству выпитой через час жидкости. В зависимости от дозы выпитого пирацетама (до 100, 200 и 400 мг/кг) тараканов разделили на три группы, в которые попали 27, 35 и 20 насекомых соответственно; контрольные группы составили тараканы, которые по количеству выпитой воды соответствовали опытным насекомым.

Для наблюдений тараканов поодиночке помещали в пластиковой чашке диаметром 40 мм с черной крышкой в центр кристаллизатора. Через 1 мин крышку снимали, кристаллизатор накрывали стеклом и поминутно регистрировали число пересеченных линий. В течение 30 мин за поведением таракана паблюдали при комнатной температуре и дневном освещении, а на 31-ой мин включали электрическую лампу (освещенность дна кристаллизатора равнялась 450 лк) и продолжали наблюдение в течение 10 мин.

Опыты на личинках ручейников выполнены на 40 особях. Личинок последнего, пятого возраста (длина тела около 12 см) собирали в ручье и в течение суток содержали в воде, взятой из ручья. Затем опытные личинки были помещены в раствор пирацетама (100 или 200 мг/л) в той же, предварительно отфильтрованной воде, а контрольные особи — в чистую отфильтрованную воду. Через 72 часа переднюю и заднюю трети домика удаляли пинцетом и каждую личинку помещали в чашку Петри диамегром 4 и высотой 1 см, заполненную соответственно раствором пирацетама или водой, при 22-23° С. Дно чашек было покрыто слоем песка толщиной 2-3 мм, с размером частиц 0.2-2.0 мм.

Начало и окончание каждого действия ручейника отмечали нажатием соответствующей клавиши на клавиатуре компьютера. Машинная программа записывала последовательность действий и их длительность с точностью до 1 с.

В работе использованы нейропсихотропные препараты, являющиеся известными представителями классов ноотронов, психомоторных стимуляторов, транквилизаторов и нейролептиков, и новые соединения.

Пирацетам — эталонный представитель ноотропов (300 - 500 мг/кг); фенамин — психомоторный стимулятор (0.2 мг/кг); феназепам —мощный ан-ксиолитик бензодиазепинового ряда (субстанция и ампулы 0.1 % раствора) в дозах 0.1, 0.5, 1.0 и 2.0 мг/кг; гидазепам — дневной анксиолитик бензодиазепинового ряда (2.0 и 20.0 мг/кг); ницерголин — цереброваскулярное средство (1.0 мг/кг); меклофеноксат — ноотропный препарат (100 мг/кг).

Из новых психотропных средств были использованы: мексидол (100 мг/кг) — антиоксидант, 2-эгал-6-метил-3-оксипиридин сукцинат, транквилизатор и ноотроп (Дюмаев, Воронина, Смирнов и др., 1993); нооглютил (ОНК-Ю) (50 мг/кг) — Н-(5-оксюшкотиноил)-Ь-глютаминовая кислота — ноотроп (Воронина, Гарибова, Кузнецова и др., 1989); ГВС-111 (0.1 мг/кг) — этиловый эфир Н-фенилацетил-Ь-пролил-глицина, дипегггадный ноотроп (Seredenin, Voronina, Gudasheva et al., US Patent № 5,439,930, 1995); ТГС-20 (1 мг/кг) — амид пироглутамил-О-аланина, дипептидный ноотроп (Гудашева, Островская, Трофимов и др., 1985); ПВ-113 (0.5 мг/кг)— 1,2,3,4-тетрагидропирроло-[1,2а]-пиразин, транквилизатор и ноотроп (Seredenin, Voronina, Lichosherstov et al., US Patent № 5,378,846, 1995); П-3 (100 мг/кг) — амид Н-[(4-фехшл-2-пирролидон-1-ил)-ацегил]-3-амкнопропановой кислоты, обладающий психотропной активностью (Шипов, Желтоногова, Бауков н др., Авторское свидетельство № 1591436, 1990).

Препараты и новые соединения в опытах на крысах вводились внутри-брюшинно за 30-60 мин до опыта. Контрольным животным в эквивалентном объеме вводили физиологический раствор. В опытах на рыбах использовали пирацетам (100 мг/л) и пептид дельта-сна (250 мкг/кг), в опытах на насекомых — только пирацетам.

Статистическая обработка результатов проведена на ПЭВМ с помощью дисперсионного и регрессионного анализа, а также непараметрических критериев Вилкоксона, Колмогорова-Смирнова и критерия знаков.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ I. Изучение инструментальной условной оборонительной реакции у крыс

1.1. Феномен удерживания рычага при выработке РИ в камере Скиннера. Роль однозначных причинно-следственных отношений. Удовлетворительное объяснение феномену удерживания рычага РИ в литературе отсутствует. Наиболее распространена так называемая "подготовительная" гипотеза, согласно которой удерживание выгодно животному, поскольку обеспечивает мгновенное избавление от тока, и потому развивается как подготовительная реакция Pinsmoor, 1977).

Проведено 3 серии опытов на 68 крысах линии Sprague-Dawley. Опыты 1-й серии проведены в двух условиях. В условиях "А" было возможно удерживание рычага до следующего удара током, ибо рычаг находился в камере постоянно, а в условиях "Б" это исключалось, поскольку рычаг на последние 20 с каждого межсигнального периода удаляли из камеры. На I этапе опыты со всеми крысами проводились в условиях "А"; на II этапе с одной из групп животных оныты продолжались в тех же условиях, а со 2-й группой опыты стали проводиться в условиях "Б"; на Ш и IV этапах условия менялись на противоположные.

Установлено, что пока условия были одинаковыми, не обнаружено достоверных межгрупповых различий между величинами РИ, межсигнальных реакций и временем удержания рычага (рис. 3, Г). Измените условий на II этапе привело к тому, что РИ у животных второй группы, тренируемых в условиях "Б", стало больше, чем у животных, тренируемых по-прежнему в условиях "А, а удерживаний рычага и межсигнальных реакций, совершаемых в сопоставимое время, меньше (рис. 3, II). При последующих переменах условий это отношение каждый раз менялось на противоположное, так что число РИ в условиях "Б" всегда было больше, а удерживаний рычага и межсигнальных реакций меньше, чем в условиях "А" (рис. 3, III и IV).

В опытах II серии выявлено, что удерживание рычага определяется реакцией избавления (коэффициент корреляции равен 0.7) — в этом случае животное при выключении тока остается на рычаге, что и вызывает его удерживание. Этот вывод хорошо иллюстрируется результатами опытов III серии, в которых изучали особенности удерживания рычага при выработке чередующейся РИ (нажатия на один из двух рычагов требовалось чередовать от предъявления к предъявлению). В этих опытах удерживание рычага не могло обеспечить выго-

ду, поскольку развивалось на рычаге, нажатие которого не эффективно для реакции на предстоящий ток, и тем не менее до 90% возможного времени крысы удерживали рычаг, у которого они остались после его нажатия в предыдущем предъявлении. Это приводило к тому, что в 44% случаев крысы сначала нажимали на неэффективный в данном предъявлении рычаг.

Следовательно, удерживание рычага затрудняет выработку РИ и нарушает уже выработанный навык. Как показывает анализ особенностей выработки РИ в камере Скиннера (Inozemtsev, 1980, 1983), возможность удерживания рычага создает в экспериментальной среде неоднозначные причинно-следственные отношения, поскольку нажатие на рычаг (как причина) имеет два следствия: в одних случаях оно приводит к устранению тока, если к моменту его включения животное не удерживает рычаг, а в других — сопровождается током, если к моменту его включения рычаг удерживается в нажатом состоянии. Выработка РИ без удерживания рычага происходит при однозначных следствиях, чему соответствует следующая система отношений между условным раздражителем, реакцией и током: условный раздражитель — отсутствие реакции — ток, условный раздражитель — реакция — выключение условного раздражителя, невключение тока.

Как показывает изложенный материал, в основе успешной или неуспешной выработки РИ лежат различные отношения между раздражителями, реакцией и ее следствиями. Это представляет интерес в связи с пониманием природы подкрепления. На самом деле, на роль отношений (временных) между раздражителями указывалось в павловском определении подкрепления, согласно которому безусловный раздражитель должен следовать за условным. Но в классическом условном рефлексе опережающее осуществление вырабатываемой реакции не отменяет безусловный раздражитель и, являясь приспособительным для организма, не нарушает процесс формирования временной связи. При выработке РИ опережающее осуществление реакции не может сопровождаться безусловным раздражителем, ибо вместо подкрепления условного рефлекса это привело бы к его угнетению и срыву ВНД, как это неоднократно отмечалось при выработке условного оборонительного рефлекса по методике В.П.Протопопова (1925). Следовательно, при выработке РИ безусловный раздражитель не может применяться как подкрепление в полной аналогии с классической схемой. В то же время невключение тока само по себе тоже не может служить подкреплением, ибо оно используется для угашения выработанной реакции.

Таким образом, ни ток, ни его выключение по отдельности не могут рассматриваться как подкрепление для инструментальной оборонительной реакции. Подкрепляющий эффект обеспечивается их совместным действием в сис-

Рис. 3. Динамика реакций избегания (А), время удерживания рычага (Б) и динамика межсигнальных реакций (В) у крыс в условиях "А" и "Б". По оси ординат — величина реакций (А и В — % от числа предъявлений); время удерживания в интервалах 1-4 межсигнального периода (В), % от 40 с. По оси абсцисс — номер опыта. * - р< 0.05 относительно средней величины после перемены условий

теме однозначных причинно-следственных отношений в экспериментальной среде.

1.2. Анализ модели М. Сидмана. Методика выработки РИ по М. Сидману фскпап, 1953) представляет собой следующее. При отсутствии условного раздражителя через определенный временной интервал наносятся кратковременные удары током, исключающие возможность нажатия на рычаг во время действия тока. Нажатие на рычаг в любой момент интервала отменяет очередное запрограммированное включение тока и "запускает" другой интервал, через который будет дан новый удар током. Каждое из нажатий расценивается как избегание, а его мерой служит число нажатий в единицу времени. Экспериментальные данные, полученные с помощью этой методики, служат основой для отрицания необходимости условного раздражителя и подкрепления РИ за счет выключения тока. Указанная методика и выводы нашли широкое распространение и поддержку (Нет^еш, Нте1те, 1966). Однако до оценки правомочности этих выводов необходимо проанализировать саму методику, ибо ее основы уязвимы для критики (Ьюгет^еу, 1982).

В опытах на 48 крысах показано, что значения реакций избавления, избегания и межсигнальных при различных, межсигнальных периодах не различались между собой, в то время как число всех реакций в 1 мин было различным: при уменьшении межсигнального периода от 60 к 30 с оно возрастало в 1.8 раз, а при переходе к 15 — еще в 2.3 раза (р<0.05). Таким образом, рассматриваемые величины дают противоречивую оценку обучения одних групп животных относительно других. Кроме того, используемая мера в полтора—три раза превышает запрограммированное число ударов током, что, по определению, указывает на эффективное избегание. Однако, согласно традиционной оценке РИ, уровень обучения был низким и животные получали ток в большинстве предъявлений (от 72 до 97 %).

Возникает вопрос о том, какая из приведенных оценок правомернее. В методике М. Сидмана любое нажатие на рычаг рассматривается как РИ и в анализируемую меру входят не только реакции, совершаемые перед предстоящим током и поэтому отвечающие сути РИ, но и реакции, осуществляемые в ответ на непосредственно действующий ток или в межсигнальном периоде и не имеющие реальной функциональной связи с предстоящим током. Объединять эти функционально различные реакции в единую меру не логично и не правомочно. Рассматривать их как избегание тоже не правомерно. Таковыми не являются ни реакция в межсигнальном периоде, ни тем более реакция в ответ на

ток. Следовательно, можно заключить, что применение указанной меры приводит к неадекватной интерпретации экспериментальных данных.

Установлено, что чем больше длительность тока, тем больше величина реакций избавления и избегания. Объясняется это тем, что с увеличением длительности растет вероятность того, что животное нажмет на рычаг еще во время действия тока и, таким образом, его выключение произойдет вследствие данпой реакции. При длительности тока 0.1 с эта вероятность минимальна и реакции избавления составляют только 5.2%, при длительностях 1.0 и 10.0 с вероятность становится больше и величины реакций избавления резко возрастают до 26.1 и 72.2% (р<0.05) соответственно. Эти данные показывают, что величина реакции определяется тем, в какой мере она способна выключить ток, что не согласуется со взглядами М.Сидмана.

Недостаточно аргументировано и отрицание роли условного раздражителя. Начиная с И. П. Павлова, известна возможность выработки условного рефлекса на время, которое может выступать в качестве условного раздражителя в данной методике. Следовательно, анализ основных положений методики М. Сидмана показывает неправомочность используемой меры, вследствие чего неправомерны сделанные на ее основе выводы о том, что условный раздражитель и подкрепление не являются необходимыми для выработки РИ.

Таким образом, проведенный в данной главе анализ показывает, что выработка РИ идет успешно только при однозначности причинно-следственных отношений между раздражителями, реакцией и ее следствиями. Изначальная неоднозначность (выработка РИ в камере Скиннера при возможности удерживания рычага) затрудняет обучение, что выражается в более длительной генерализации и более поздней специализации условного рефлекса. Нарушение однозначности в ходе обучения нарушает сформированный навык.

П. Обратимые функциональные нарушения ВНД у крыс

II. 1. Сбой РИ — новая экспериментальная модель функционального нарушения. Полученные в предыдущем разделе результаты были использованы нами для разработки еювой экспериментальной модели обратимого функционального нарушения ВНД ("сбой РИ") на основе нарушения однозначности причинно-следственных отношений между раздражителями, реакцией и ее следствиями применительно к челночной камере, широко используемой в психофармакологических опытах.

Работа выполнена на 31 беспородной крысе. Для анализа возможности

применения методики в психофармакологических исследованиях использованы пирацетам в дозе 500 мг/кг и новое соединение П-3 в дозе 100 мг/кг.

При выработке РИ раздражители и реакция связаны однозначными причинно-следственными отношениями: безусловный раздражитель включается только после условного и выключается при его выключении (рис. 1). Реакция животного всегда приводит к выключению условного и безусловного раздражителей, а ее отсутствие — к удару током. Используемый нами прием нарушает однозначность отношений как между условным и безусловным раздражителями, так и между реакцией и ее следствиями. В первом случае это проявляется в действии звука после выключения тока, во втором — в том, что реакция животного уже не приводит к обычному выключению тока, как ранее (рис. 1).

Показано, что за 5 дней опытов исследуемое соединение в отличие от пирацетама не привело к достоверному увеличению числа РИ. На заключительном этапе опытов, в последних 10 предъявлениях до сбоя, отсутствовал также и положительный эффект пирацетама (табл. 1). Следовательно, по этому традиционно используемому критерию нельзя дать однозначного ответа о ноо-тропных свойствах исследуемых веществ. Положение радикально меняется при сбое РИ, приведшем к достоверному уменьшению числа РИ только у контрольных животных (табл. 1). Вследствие этого число РИ после сбоя у опытных групп стало превышать этот показатель у контрольных животных.

Таблица1

РИ и межсигнальные реакции (% от 10 предъявлений) при сбое

вещество Число РИ Межсигнальные реакции

до сбоя после сбоя до сбоя после сбоя

1 — 10 11 — 20 1 — 10 11—20

П-3 80±9 76±12* 86±13 18±9 25±11 19±9*

пирацетам 83±10 83±14* 95 ±4 33±32 55±33 38±34

физ. р-р 75±13" 44±17 8Ы7 25±14 32±19 34±19

* —/»<0.01 по сравнению с контрольной группой, ** —/г-0.01 по сравнению со средней после сбоя

Одновременно возросло число межсигнапьных реакций, что согласно П. В. Симонову (1981), свидетельствует о возрастании прагматической неопределенности и повышении эмоциональной напряженности у животных. Помимо

обычных межсигнальных переходов из одной половины камеры в другую у кошрольных крыс появились характерные для срыва ВИД многочисленные прыжки к потолку камеры, хаотичный бег, вокализация. Изложенные выше данные указывают, что используемый прием увеличивает прагматическую неопределенность, эмоциональпое напряжение и вызывает у животных срыв

внд.

Таким образом, при отсутствии стимулирующего воздействия исследованного соединения на обучение в норме обнаруживается четкий положительный эффект на фоне срыва ВНД. Представляется, что данное обратимое функциональное нарушение расширяет возможности исследования влияния психотропных препаратов на ВНД.

П. 2. Особенности влияния ноотропных препаратов на РИ в камере Скин-нерз. Как было показано выше, неоднозначные причишш-следственные отношения, создаваемые при выработке РИ в челночной камере, способствуют выявлению ноотропного влияния. При выработке РИ в камере Скшшера из-за удерживания рычага также возникает указанная неоднозначность, что делает интересным выяснить, распространяется ли наблюдаемая ранее закономерность на данную модель. С этой целью сопоставляется влияние пирацетама (300 мг/кг) и нооглютила (50 мг/кг) на выработку РИ у крыс в челночной камере и в камере Скиннера.

Проведенные исследования позволили установить, что ни пирацетам, ни нооглютил не оказывали существенного влияния на формирование РИ у крыс в челночной камере. В то же время в камере Скшшера оба препарата ускорили формирование реакций избавления, а нооглютил кроме того — и РИ.

Таким образом, нооглютил и пирацетам пе оказали влияния на формирование памятного следа в условиях, не сопровождающихся функциональными нарушениями ВНД, и в то же время убыстряли формирование РИ в камере Скиннера, в которой из-за удерживания рычага возникает затрудняющая обучение неоднозначность причинно-следственных отношений.

II. 3. Роль экстренного действия тока в сбое РИ. Поскольку сбой методически осуществлялся экстренным кратковременным воздействием электрического тока, встает вопрос, не являются ли нарушения РИ следствием именно дополнительного действия тока, безотносительно к нарушению причинно-следственных отношений. В этой связи необходимо исследовать применение этого приема при непрочной РИ, т. е. в том случае, когда причинно-следственные отношения в экспериментальной среде еще недостаточно отражены системой условных связей, выработанных у животных. В данном разделе

исследуется нарушение РИ при ее различном упрочении.

После сбоя у 29 крыс, обученных до 61% правильных реакций или выше, число РИ уменьшилось, а у 14 крыс с меньшим уровнем обученное™ — возросло (р<0.05). Как объяснить это различие? Очевидно, что в процедуре сбоя задействованы два фактора: 1) нарушение однозначности причинно-следственных отношений в экспериментальной среде; 2) усиление воздействия электрического тока как безусловнорефяекторной основы выработки РИ.

Взаимодействие этих факторов приводит к различным результатам в зависимости от обученности животных. При большей обученности, когда упрочена система условных связей, отражающих однозначность причинно-следственных отношений в среде, большее значение имеет первый из указанных факторов. В этом случае общим результатом процедуры сбоя становится уменьшение числа РИ. При меньшей обученности значимость первого фактора уменьшается и преобладает влияние электрического тока, который как безус-ловнорефлекторная основа формирования условной РИ активирует обучение.

Таким образом, эффект экстренного применения электрического тока при сбое зависит от степени упроченности РИ. Это подтверждает, что в основе сбоя лежит нарушение однозначности причинно-следственных отношений в экспериментальной среде.

Д. 4. Изменение уровня глюкозы в крови под влиянием сбоя. С целью объективной оценки эмоциональной напряженности при сбое мы измерили уровень глюкозы в крови до и после сбоя. В опытах на 19 крысах показано, что концентрация глюкозы в крови растет в соответствии со степенью стрессиро-вания. У животных, взятых из вивария, она равна 3.6 ммоль/л, после выработки РИ — 5.8 ммоль/л, а после сбоя, вызвавшего достоверное уменьшение РИ, концентрация возрастает до 8.9 ммоль/л (р<0.01).

С целью определения характера изменения РИ в зависимости от уровня глюкозы животные были разделены на две группы: с концентрацией глюкозы в крови после сбоя меньшей, чем 8.5 ммоль/л и с концентрацией, равной или превышающей это значение. Обнаружено, что большим величинам РИ до сбоя соответствует и более высокая концентрация глюкозы, а значит и больший уровень последствий стресса. Показано также, что у крыс с меньшим уровнем глюкозы в крови и соответственно с меньшей стрессированностью, число РИ после функционального нарушения в основном возросло и, наоборот, при большей стрессированности у основной массы животных число РИ после сбоя уменьшилось.

Таким образом, процедура сбоя РИ приводит к стрессированию крыс, от-

ражаемому увеличением концентрации глюкозы в крови. У крыс с меньшей концентрацией глюкозы в крови и соответственно меньшей стрессированно-стью число РИ после сбоя в основном возрастает и, наоборот, при большей концентрации глюкозы и большем стрессе оно в основном уменьшается. Это подтверждает рассмотренные выше данные о большей выраженности сбоя у более обученных животных.

П. 5. Функциональные нарушения РИ при ее пространственной переделке осуществляли с помощью изменения местоположения рычага в камере Скин-нера и местоположения отверстая в челночной камере.

В опытах на 60 животных установлено, что на основании скорости выработки РИ в челночной камере оказалось невозможным выявить ноотропный эффект пирацетама. Перемена местоположения отверстия изменила ситуацию. В 1-м предъявлении после перемены у всех животных исчезли РИ, а у четверти животных — и реакции избавления. Одновременно возросло число межсигнальных реакций (в 8.3 раза у опытных животных ив 16.7 у контрольных). Во 2-5-м предъявлениях РИ у опытных животных были в 1.8 раза выше, чем у контрольных, т.е. у них быстрее происходила пространственная переделка РИ. Поскольку переделка условного рефлекса используется для определения подвижности нервных процессов (Воронин, 1957; Федоров, 1964), то можно сделать вывод о том, что пирацетам улучшает указанную характеристику центральной нервной системы.

При перемене местоположения отверстия на фоне сбоя произошли еще более резкие нарушения. В 1-м предъявлении у контрольных животных исчезли не только РИ, но и реакции избавления. Более того, РИ не появились даже во 25-м предъявлениях, а реакции избавления достигли лишь 45.8%. У опытных животных эти нарушения тоже были более глубокими, чем ранее, но одновременно возросло различие между ними и контролем: ранее оно было статистически значимым только в 6-10-м предъявлениях, а теперь — с 1-го по 10-е. Это означает, что чем больше нарушение РИ, тем достовернее проявляется ноо-тропное влияние препарата.

Анализ скорости формирования РИ в камере Скшшера также не установил ноотропного эффекта пирацетама. Однако это стало возможным после перемены местоположения рычага. Нарушения при этом были более значительными, чем при перемене местоположения отверстия — РИ и реакции избавления исчезли не только в 1 -м, но и во 2-5-м предъявлениях. На фоне пирацетама РИ появились уже во 2-5-м предъявлениях. Положительное влияние препарата проявилось (р<0.05) и в большем числе реакций избавления.

Следовательно, изучение формирования РИ не позволило выявить ноо-тропного влияния пирацетама. Изменения местоположения рычага в камере Скиннера и отверстия и челночной камере привели к резкому нарушению РИ, что сделало возможным выявление ноотропного эффекта. Чем большим было стрессогенное воздействие, тем отчетливее проявлялось положительное влияние препарата.

Таким образом, изменешю однозначных причинно-следственных и пространственных отношений в экспериментальной среде вызывает функциональные нарушения ВИД, приводящие к уменьшению уровня воспроизведения РИ, росту числа межсигнальных реакций и увеличению эмоциональной напряженности. Функциональные нарушения при сбое обусловлены именно нарушением однозначности причинно-следственных отношений, а не действием тока как физического фактора. Данная модель позволяет выявлять широкий спектр влияния психотропных препаратов на интегративную деятельность мозга. Она в частности позволяет обнаружить стресспротекторный эффект фармакологических веществ. Применение перемены местоположения отверстия позволяет оценить влияние препаратов на функциональное нарушение, сопряженное с невозможностью воспользоваться ранее выработанным навыком и необходимостью его пространственной переделки. В силу этого модель позволяет изучать роль существенного для обучения животных пространственного компонента памяти и подвижности нервной системы. Вышесказанное позволяет надеяться на перспективность рассмотренных моделей для изучения функциональных нарушений и влияния на них психотропных препаратов.

III. Коррекция нейропсихотропными препаратами функциональных нарушений

Ш.1. Влияние ноотропов на сбой РИ. В предыдущем разделе было установлено, что пирацегам улучшал выработку РИ или не влиял на этот процесс, но во всех случаях уменьшал нарушение воспроизведения ранее выработанного навыка. Представляло интерес выяснить, распространяется ли указанная закономерность на ноотропы другой химической структуры.

В данном разделе излагаются результаты исследований на модели сбоя РИ нормализующего действия меклофеноксата (50 мг/кг), мексидола (100 мг/кг), ницерголина (1 мг/кг) и синтезированных в Институте фармакологии РАМН ТГС-20 (1 мг/кг), ПВ-113 (0.5 мг/кг) и ГВС-111 (0.1 мг/кг) но сравнению с пирацетамом (300 мг/кг). Работа выполнена на 176 крысах.

Как показал анализ полученных данных, ницерголин и ГВС-111 стиму-

лировали выработку РИ, а остальные ноотроиы были неэффективными. Сбой привел к резкому нарушению РИ у контрольных животных. Применение ноо-тропов умеггынало последствия сбоя, хотя и в разной мере (табл. 2).

Таблица 2

Влияние ноотропов различных химических групп на сбой РИ. Величины РИ и межсигнальных реакций (%) представлены в блоках по 10 предъявлений

Реакции избегания Межсигнальные реакции

Вещество до сбоя после сбоя до сбоя после сбоя

11-20 1-10 11-20 11-20 1-10 11-20

Пирацетам 86±4 91±2** 95+2 38±0.6 37±10 29±2

Меклофеноксат 93+3* 75±6* 88+5 9±5* 36±13 19±7

ГВС-111 88±3 86+3 88±4 10+3 29±9 26±73

ТГС-20 87±6** 72+9* 87±9 10±5 14+5 2±2##

ПВ-113 96±2* 76±4# 93±3 15+4* 54+11 37+9

Мексидол 97±2 8715** 91 ±6 22±10 50+15 60+17

Ницерголин 73±9 73+6 - 3±2 3+2 -

Физ. р-р 92+5" 52±7 82±5 12±5* 37+11 27+8

* - р<0.05; ** - р<0.01 по сравнению с величинами после сбоя; * - р<0.05; "* -р<0.01 по сравнению с контролем

Следовательно, ни одно из исследованных веществ, кроме ницерголина и ГВС 111, не ускорило выработки РИ, но все они проявили защитное действие при сбое. Как уже было отмечено, пирацетам неоднократно проявлял указанное двоякое действие. Данная особенность свойственна и ТГС-20 — ранее было показано, что он улучшает выработку РИ (Островская, Гудашева, Трофимов и др., 1987). Сопоставление совокупности этих данных позволяет предположить, что обнаруженная ранее закономерность относительно особенностей действия пирацетама справедлива и для ноотропов отличной от него химической структуры.

Положительное влияние на воспроизведение РИ в условиях сбоя веществ с различной химической структурой предполагает участие различных механизмов влияния на обучение и память при данном функциональном нарушении

ВНД. Последнее, в свою очередь, подразумевает существование различных факторов, которые участвуют в указанном функциональном нарушении.

При патологических состояниях наблюдаются различные процессы, в том числе гипоксия, перекисное окисление лшщдов, повреждение биомембран и истощение нервной ткани. Согласно гипотезе М.Г.Айрапетянца (1982, 1992), церебральная гипоксия составляет основу патогенеза неврозов. Известно, что ноотропы обладают высокой противогипоксической активностью. Экспериментально показано, что ноотропы улучшают церебральную гемодинамику (Scondia, 1983;Мирзоян,Ганышша, 1985).

Известно, что ноотропы оказывают стабилизирующее влияние на биомембраны. Пирацетам способен стабилизировать мембрану за счет увеличения кругооборота фосфатидилхолина и фосфатидилэганоламина, а также активации фосфокиназ А1 и А2. Меклофсноксат увеличивает текучесть мембран и защищает мембранные липиды от действия свободных радикалов (Nagy, 1985). К веществам, стабилизирующим мембраны, относятся также производные 3-оксипиридина, в частности, мексидол, которые подавляют перекисное окисление липидов, изменяют фосфолилидный состав и проницаемость мембраны, а также функционирование мембраносвязанных ферментов и рецепторов (Бурлакова, Кайране, Молочкина, 1984; Дюмаев, Воронина, Смирнов, 1995; Середенин, Бледное, Гордей и др., 1987). Производные 3-оксипиридина повышают сопротивляемость организмов к воздействию различных экстремальных факторов. На основе этих данных предполагается, что механизм ноотропного действия З-оксипиридшюв связан с перестройкой липидно-белковых комплексов биомембраны нейронов.

Принимая во внимание вышесказанное, можно предположить, что выявленное в нашей работе положительное действие пирацетама, меююфеноксата и мексидола, предотвращающее нарушение воспроизведения РИ при сбое, может определяться их стабилизирующим влиянием на биомембраны.

Одно из последствий гипоксии состоит в дефиците длительной гиппо-кампальной потенциации, которая играет важную роль в нейрональной пластичности и регуляции процессов обучения и памяти (Bliss, Collingridge, 1993). Соединение ГВС-111 ослабляет выраженность дефицита длительной гиппо-кампальной потенциации, вызванной пренатальной гипоксией или алкоголизацией. Одновременно соединение корректирует обучаемость и память. Это позволяет считать обоснованным интерпретацию указанного влияния ГВС-111 как проявление нормализующего влияния на нейрональную пластичность (Чепкова, Трофимов, Смольникова и др., 1995; Островская, Гудашева, Воро-

¡гана и др., 1997).

К важнейшим свойствам ноотропов относится их влияние на биоэнергетику нервной клетки. Показано, что при действии пирацетама происходит усиление синтеза и кругооборота АТФ в мозге, активация аденилатциклазы, увеличение синтеза протеинов, ДНК и РНК. Влияние пирацетама и мексидола на энергетический обмен, предотвращающее энергетическое истощение нейронов за счет усиления синтеза АТФ, было показано в условиях стресса (Борисюк, Кресюн, 1989). Ницерголин также активирует синтез протеинов и улучшает метаболические процессы в мозге. Можно предположить, что способность этих препаратов улучшать мнестические и когнитивные функции при экстремальных воздействиях в условиях сбоя связана с их влиянием на ключевые механизмы повышения резистентности организма, реализуемые через метаболическую активность мозга.

В патогенезе экспериментальных неврозов важную роль играют нейро-медиаторы (Айрапетянц, 1977). В последние годы получены данные о том, что взаимодействие с глхотамагной системой является одним из основных компонентов механизма действия классических ноотропных препаратов. Т. А. Воронина и соавт. (1997) показали, что антагонист Q-AMPA квисквалат-ных рецепторов диэтиловый эфир глутаминовой кислоты способен устранять эффекты пирацетама и нооглютила, что позволяет предполагать заинтересованность в реализации действия этих препаратов указанных глутаматных рецепторов. По-видимому, отмеченное в наших опытах положительное влияние пирацетама и нооглютила, выразившееся в улучшение воспроизведения РИ в условиях функциональных нарушений ВНД, также может быть связана с взаимодействием этих веществ с глутаматными рецепторами.

Таким образом, в действии ноотропов отличной от пирацетама химической структуры обнаружены общие закономерности. Ноотропы не всегда влияют на скорость формирования РИ, но эффективно уменьшают последствия ее функционального нарушения.

III. 2. Сопоставление влияния транквилизаторов и ноотропов на выработку и функциональное нарушение РИ осуществлено в двух сериях опытов. В 1-й серии на 62 крысах обнаружено, что феназепам в дозах 2.0 и 1.0 мг/кг приводил к глубокому угнетению двигательных реакций, вследствие чего у крыс оказалось невозможным выработать РИ. Уменьшение дозы до 0.5 мг/кг сделало возможным обучение, однако оно оставалось всегда на более низком уровне, чем у контрольных животных. При дозе 0.1 мг/кг мы fie наблюдали статистически значимых различий в уровне РИ между экспериментальными и контрольными

животными и эта доза была использована для изучения влияния феназепама на сбой.

Гидазепам (20 мг/кг) ускорил формирование Рй в 1-й день обучения и предотвратил уменьшите РИ и увеличение межсигнальных реакций после сбоя. Феназепам (0.1 мг/кг), не влияя на выработку РИ, уменьшил последствия сбоя. РИ на его фоне уменьшились только на 11.3% относительно величины перед сбоем, в то время как у контрольных животных - на 31.1%. Превышение величин РИ у экспериментальных животных в 1-10 предъявлениях после сбоя было статистически значимым по сравнению с контролем. Препараты предотвратили резкое увеличение межсигнальных реакций после сбоя. На фоне феназепама этот рост составил только 22.6% по сравнению с 272.8% в контроле, на фоне гидазепама - 4.1% по сравнению с 534.8% в соответствующей контрольной группе.

Следовательно, модель сбоя позволяет выявлять анксиолшические эффекты. Ее принципиальное отличие от широко используемых для этих же целей моделей конфликтных ситуаций состоит в том, что в ней не используется столкновение противоположных мотиваций, ибо как выработка, так и сбой осуществляются на основе одного и того же безусловного раздражителя. В модели сбоя роль тока как физического фактора незначительна, а эффект в основном достигается за счет нарушения причинно-следственных отношений в экспериментальной среде; физическое воздействие тока кратковременно, а тестирование РИ осуществляется в тех же условиях, что и при выработке. В противоположность этому электрический гок, применяемый в конфликтной ситуации, служит наказанием при выполнении ранее выработанного питьевого условного рефлекса (Воронина, 1992; Barret, 1991; File, 1985; Moser et al., 1990; Vogel et al., 1971). Отметим также, что тестирование навыка осуществляется в условиях продолжающегося наказания его током, что увеличивает роль этого раздражителя как чисто физического фактора.

Указанное отличие модели от конфликтной ситуации создает новые возможности для исследования особешюстей анксиолитических эффектов психотропных веществ.

Во 2-й серии на 112 крысах сравнивали влияние пирацетама (300 мг/кг), феназепама (0.1 % раствора) в дозе 1 мг/кг и гидазепама (2 мг/кг) на формирование и нарушение РИ.

Феназепам оказал положительное влияние на выработку РИ во 2-м и 3-м сеансах обучения (р<0.001). Во 2-м сеансе было больше относительно контроля и межсигнальных реакций (pO.OOl). Гидазепам в первый день обучения ус-

корил формирование РИ (р<0.05), а в 1-3 дни увеличил число межсигнальных реакций. На фоне пирацетама Рй и межсигнальные реакции превышали соответствующий уровень у контрольных животных во 2-3 опытах (р<0.01).

Сбой вызвал глубокое нарушение выработанного навыка у контрольных животных (рис. 4). На фоне препаратов нарушение РИ было меньшим и на их фоне уровень воспроизведения был выше, чем в контроле. Выявлено также уменьшение эмоционального напряжения под влиянием препаратов, о чем можно судить по изменению межсигнальных реакций (рис.4). У опытных животных отсутствовали прыжки, хаотичный бег, вокализация и другие реакции, характеризующие срыв ВНД.

Рис. 4. Влияние феназепама, гидазепама и пирацетама на воспроизведение реакции избегания после ее функционального обратимого нарушения (сбоя). По оси ординат — средние величины реакций, % от числа предъявлений. А — реакции избегания; Б — межсигнальные реакции; 0 — последние 5 предъявлений до сбоя; 1, 2, 3, 4 — последовательные блоки из 5 предъявлений после сбоя. —

р<0.05, р<0.01, р<0.001 для средних до и после сбоя; #, ##, ### — то же для средних у опытных и контрольных животных.

Итак, и ноотропы, и транквилизаторы уменьшают последствия сбоя, обеспечивая более высокий уровень воспроизведения РИ и предотвращая или

уменьшая рост МСР и, соответственно, эмоционального напряжения, то есть оказывают равнозначный эффект, несмотря на различия в спектрах их фармакологической активности. Основой подобного , эффекта служит двустороннее отношение между возникающим при сбое эмоциональным напряжением и воспроизведением РИ.

Чрезмерное эмоциональное напряжение дезорганизует работу мозга, направленную на решение интеллектуальных задач, а его уменьшение способствует успешной работе (Воронина, 1992). С другой стороны, процесс решения задачи тоже влияет на эмоциональное напряжение. Эмоция, по П. В. Симонову (1981), есть функция потребности и разницы между существующей и необходимой для решения задачи (удовлетворения потребности) информацией. Дефицит информации вызывает эмоциональное напряжение, а его устранение -уменьшает.

Сбой

X

Эмоциональное напряжение

Анксиолитики

1,1:7*" Решение задачи |

Ноотропы!

Рис. 5. Отношение между эмоциональным напряжением и решением задачи как основа для влияния анксиолитиков и ноотропов

Существующие разнонаправленные и одновременно взаимосвязанные отношения между уровнем тревожности, эмоциональным напряжением и способностью решения задачи создают основу для двух различных механизмов влияния на упомянутые процессы (рис. 5). Как известно, тревожность представляет собой одну из основных точек приложения действия анксиолитиков. В наших экспериментах транквилизаторы феназепам и гидазепам оптимизируют, в согласии с вышесказанным, эмоциональный фон в стрессовой ситуации, нейтрализуя дезорганизующие последствия сбоя и в результате этого обеспечивая воспроизведение РИ. Ноотропы влияют на процессы обучения и памяти, опти-

мизирутот аналитико-синтетическую деятельность и активируют интегративные возможности ЦНС. В нашем случае они обеспечивают быстрый и более точный анализ информации, заключенной в результатах первой после сбоя попытки избавиться от тока, из которой следует, что ранее выработанная РИ стала вновь эффективной. Наблюдаемое при этом уменьшение с помощью ноотропов дефицита информации, вызываемого изменением условий опыта при сбое, приводит, в силу вышесказанного, к уменьшению эмоционального напряжения.

Ш. 3. Различие в эффектах пирацетама и феназепама при пространственной переделке РИ. Показанный выше внешне одинаковый эффект ноотропов и транквилизаторов делает желательным поиск методики, позволяющей дифференцировать свойства препаратов указанных классов. С этой целью сопоставляется влияние пирацетама и феназепама на воспроизведепие сформированной в челночной камере РИ после перемены местоположения отверстия.

В опытах на 39 крысах показано, что на фоне пирацетама (300 мг/кг) РИ формировалась быстрее во 2-5 опытах, а на фоне феназепама (0.1 мг/кг) достоверные различия отмечались только в 3-м опыте (р<0.01). MCP на фоне пирацетама в 4-м опыте превышали контрольный уровень (р<0.05), а на фоне феназепама наблюдалась тенденция к их угнетению.

Перемена местоположения отверстия привела к резкому нарушению выработанного навыка у контрольных животных, что выразилось в уменьшении (р<0.05) числа РИ (рис. б). Одновременно на 116.8% возросло число MCP (р<0.05), свидетельствующее о повышении эмоциональной напряженности. Феназепам предотвратил такое резкое увеличение числа MCP (составившее лишь15.6%), что подтверждает анксиогенную природу их роста. Пирацетам также предотвратил резкий рост MCP, но в отличие от феназепама он обеспечил более высокий уровень воспроизведения РИ. Одновременно на фоне пирацетама наблюдалось больше MCP, чем на фоне феназепама.

Феназепам, как известно, снижает эмоциональное напряжение (Воронина и др., 1982), что уменьшает число MCP и обеспечивает эффективное избегание при сбое (см. выше) или воспроизведение выработанного навыка в конфликтной ситуации, когда он остается неизменным. Однако, как это обнаруживается в настоящих опытах, феназепам, уменьшая эмоциональное напряжение, не эффективен в ситуациях, которые сопряжены с необходимостью изменить выработанный навык.

Таким образом, рассматриваемая модель, связанная с переделкой выработанной РИ и эмоциональным напряжением, позволяет выявлять различие в

эффектах пирацетама и феназепама. Выражением анксиолитического эффекта служит уменьшение MCP, а ноотропного - более быстрое усвоение видоизмененной РИ. Уменьшение MCP относительно контроля обеспечивается обоими препаратами, причем, в большей степени феназепамом, в то время как второй эффект- только пирацетамом.

Ш. 4. Сравнение влияния гагтоперидола и фенамина на выработку и сбой РИ. Ранее мы показали, что использование сбоя РИ выявило особенности влияния на эту модель препаратов, относящихся к ноотропам и транквшшзато-

Рис. 6. Влияние пирацетама и феназепама на реакции избегания (А) и межсигнальные реакции (Б) до и после перемены местоположения отверстия в челночной камере. По оси ординат — средние величины реакций в процентах от числа предъявлений; * — р < 0,05; ** — р < 0,01; *** — р < 0,001 относительно контроля. 0 — последние 5 предъявлений до премены; 1,2,3,4 — блоки из 5 предъявлений после премены

рам. Исходя из идеи использования одной и той же модели для исследования различных препаратов, представлялось целесообразным выявить особенности влияния на указанный тип функционального нарушения ВИД препаратов других классов - стимулятора фенамина и нейролептика галоперидола.

В опытах на 55 крысах изучали влияние на выработку и сбой РИ фенамина (0.2 мг/кг) и галоперидола в дозах 0.1 и 0.01 мг/кг. Галоперидол в дозе 0.1 мг/кг сделал невозможным выработку РИ. Более того, после 2-го опыта началось уменьшение реакций избавления (со 100 до 90.2%), так что животные не переходили во вторую половину камеры даже при действии тока. В то же время

у них появились MCP. Уменьшение дозы до 0.01 мг/кг сделало возможным обучение (до 72.8% к 6-му опыту), хотя оно в основном было менее эффективным, чем у контрольных животных. В противоположность галоперидолу фенамин вызывал увеличение числа РИ и межсигнальных реакций.

Галоперидол усугубил последствия сбоя, снизив уровень воспроизведения РИ на 66.5% (pcO.OOl) по сравнению с 39.7% в контроле и 25% на фоне фенамина. В 1-5 и 6-10 предъявлениях после указанного нарушения воспроизведение РИ было ниже (р<0.001), чем в друтих группах. Фенамин, напротив, уменьшил влияние сбоя, обеспечив более высокое избегание непосредственно после него (1-5 предъявления) по сравнению с контролем (р<0.05). Уровень MCP в этот период значимо не превышал контрольный. В последующих предъявлениях число MCP на фоне препаратов было выше, чем в контроле.

Таким образом, эффекты фенамина и галоперидола показывают необходимость адрепергической активации при данном обратимом функциональном нарушении ВИД.

Как показывают проведенные в данном разделе исследования, использование модели сбоя РИ выявило положительное влияние ноотропов и транквилизаторов, выразившееся в уменьшении эмоционального напряжения и в улучшении воспроизведения ранее выработанного навыка. Но указанный внешне одинаковый эффект препаратов основан на двух различных механизмах. Транквилизаторы, воздействуя непосредственно на эмоциональную сферу, уменьшают эмоциональное напряжение, вследствие чего улучшается воспроизведение РИ. Ноотропы, напротив, улучшая обучение и память, способствуют более успешному воспроизведению РИ и вследствие этого уменьшают эмоциональное напряжение.

IV. Сравнительный анализ нарушения и нейропсихотропной коррекции поведения высших беспозвоночных и низших позвоночных

IV. 1. Влияние пирацетама на поведение насекомых

IV.1.1. Влияние пирацетама на поведение личинок ручейников Chaetoptervx villosa в экстремальных условиях. Наблюдения за поведением личинок показали, что повреждение домика вызывало двухфазный ответ. Сначала они втягивались в оставшуюся часть домика и замирали. Вслед за этой пассивной оборонительной реакцией они начинали беспорядочно перемещаться по дну, не реагируя на строительный материал — песок.

Продолжительность оборонительной реакции под действием пирацетама не изменялась. В то же время период беспорядочного передвижения был в три раза короче по сравнению с контролем, так что у опытных насекомых быстрее наступало первое тестирование песчинки. Препарат в 2.2 раза ускорял начало строительства и в 3.8 раза увеличивал суммарную продолжительность тестирования песчинок (табл. 3).

Опытные личинки реже переходили на новое место после опробования частицы, продолжая собирать их на одном участке, — смена места за время опробования первых 10 частичек у них происходила 39 раз, а в контроле — 54 (р<0.05). Кроме того, на фоне пирацетама достоверно выше продолжительность тестирования песчинки (18 с против 10 с). Следовательно, насекомые тратили больше времени на действия, связанные со строительным поведением, и соответственно меньше — на передвижение. Суммарным результатом положительного влияния препарата на указанные выше показатели стало в 1.7 раз больше (р<0.05) частиц песка, прикрепленных к домику.

Таблица 3

Действие пирацетама на временные характеристики реакций личинок ручейника в ответ на разрушение домика

Измеряемый параметр Время (с)

Контроль Опыт

Длительность оборонительной реакции 65±15 61+15

Период от начала передвижения до:

— первого опробования частицы 188±72* 62±24

— опробования, продолжавшегося не ме- 1219±417* 596+143

нее 5 с

— первого прикрепления частицы 1829±604 * 840±176

* — различие между опытом и контролем статистически значимо (р<0.05)

Таким образом, полученные результаты показывают, что пирацетам у личинок ручейника оптимизирует все показатели, характеризующие восстановление домика, необходимого для их жизнедеятельности, то есть влияет на осуществление сложно организованной инстинктивной деятельности.

IV.1.2. Двигательная активность тропических тараканов Nauphoeta cinerea и влияние на нее пнранетама. Поведение насекомых в "открытом поле" состояло из 3 периодов: замирания, возрастающей двигательной активности и ее постепенного уменьшения. Действие на 31-й мин света как стрессогенного фактора также сначала вызвало торможение двигательной активности, а затем -— ее резкое статистически значимое в контрольной группе увеличение (с 4.2±0.9 пройденных участков до 16.3±2.0), сменившееся угашением.

Пирацетам в дозе до 200 мг/кг не привел к статистически значимым относительно контроля изменениям поведения, но при дозе 200-400 мг/кг происходило более быстрое (статистически значимое с 22-ой мин) угашение двигательной активности. В соответствии с существующими представлениями на процесс угашения локомощга, в том числе у беспозвоночных как отражение элементарной памяти (Тушмалова, 1986), установленное нами влияние пираце-тама свидетельствует о его мнемотрошюй функции. Влияние препарата сказалось также на двигательной активности, вызываемой действием света, — у контрольных тараканов наблюдалось ее резкое увеличение (р<0.01), а у опытных оно было недостоверным; двигательная активность после включения света у опытных насекомых была в 4.4 раза меньше, чем у контрольных (р<0.01).

Известно, что пирацетам обладает стресспротекгорными свойствами, обеспечивающими уменьшение последствий стрессогенных воздействий на человека в условиях психологического стресса (Бобков и др., 1984), на крыс при функциональных нарушениях РИ и на ручейников при поломке домика, как это показано нами выше. Предотвращение резкого роста двигательной активности у тараканов при внезапном освещении, наблюдаемое в данном опыте, отражает проявление этого же свойства пирацетама.

Таким образом, стрессогенное воздействие на тараканов вызывает пассивно-оборонительную реакцию, не подвергающуюся влиянию пирацетама, и последующее резкое увеличение локомоции, сглаживаемое препаратом. Кроме того, на фоне ноотропа быстрее угасала двигательная активность. Полученные данные свидетельствуют о проявлении его стресспротекторного и мнемотроп-ного влияния на поведение насекомых.

IV.2. Влияние нейропсихогропных средств на поведение рыб

1У.2.1- Действие пирацетама на поведение золотых рыбок Сага.ч.<;т.ч аигаШ в "открытом поле". Число пройденных рыбой сегментов в единицу времени на протяжении 10 мин одинаково уменьшалось и в контроле, и в опы-

те (рис. 7); но в дальнейшем оно на фоне пирацетама снижалось быстрее. Следовательно, влияние пирацетама на угашение двигательной активности рыб в "открытом поле" аналогично его влиянию на этот процесс у тараканов.

Как отмечено выше, угашение двигательной активности рассматривается как элементарное проявление мнестических процессов. Это означает, что наблюдаемое нами более быстрое угашение локомоции у рыб под влиянием пирацетама свидетельствует о проявлении его мнемотропных свойств. Излагаемые нами результаты и их интерпретация согласуются с таковыми, полученными в опытах в "открытом поле" на грызунах (Островская, Гудашева, 1991; Platel el al., 1982,1984).

Таким образом, полученные результаты указывают на проявление мнемо-трошюго влияния пирацетама на поведение рыб в "открытом поле".

IV.2.2. Реакции избегания у рыб при экстренном изменении среды обитания и влияние на них пептида дельта-сна. В опытах на Aphyocharax erithrurus в установке с вращающейся лопастью, выталкивающей рыб из воды, обнаружено, что одиночная РИ вырабатывается достаточно быстро и с 56% в 1-м опыте уровень РИ к 3-му дню превысил 70%, а к 20-му — 95%.

Рис. 7. Влияние пирацетама на угашение двигательной активности рыб в "открытом поле". По оси ординат — число пройденных сегментов; по оси абсцисс — 5-минутные периоды эксперимента. Пунктирная линия — контроль; сплошная линия — опыт. Различие между линиями регрессий У = аХЬ достоверно (в контроле Ь = -0.12Ю.02, в опыте Ь = -0.27±0.02, р < 0.001)

В противоположность этому величина чередующейся РИ в ходе опыта не возрастала. Более того, большинство точек соответствующей кривой находились ниже 50%-ного уровня (р<0.05). Рыбы при этом часто пытались пройти через коридор, который служил для осуществления РИ во время предыдущего оборота лопасти, но в данный момент был закрыт.

Пространственная переделка РИ оказалась затрудненной — в первые два опыта РИ были ниже уровня 50%. Это стало следствием угнетающего влияния предварительного обучения проходить через противоположный коридор. Подобное проактивное торможение не отмечается со стороны выработки чередующейся РИ. Наоборот, предварительное формирование памятного следа о проходе как через левый, так и через правый коридоры способствует последующей выработке одиночной РИ — ее уровень в 1-м опыте был выше (р<0.05), чем при изначальной выработке одиночной РИ.

Указанное торможение при переделке препятствует формированию вновь вырабатываемой РИ, а при выработке чередования делает невозможным синтез двух временных связей в единую систему. По-видимому, это связано с отмеченными в литературе (Фролов, 1938; Воронин, 1957) инертностью ВИД у рыб и слабым развитием у них подвижности нервных процессов.

Формирование РИ в установке с нишами, в которые рыбы могли заплывать при понижении уровня воды, и влияние на нее пептида дельта-сна изучалось на серебряных карасях Сагаз.чшя аигаШя. В предварительных опытах на серебряных карасях, вуалехвостах и карпах была показана эффективность данной методики для формирования РИ. Полученные данные показали, что латентный период реакции закономерно уменьшался (до 11 с), уровень РИ устойчиво возрастал (до 98%), а число предъявлений, в которых отсутствовали реакции избавления и избегания, уменьшалось, сходя на нет. Начиная со 2-го опыта, обучение карасей на фоне пептида дельта-сна было более эффективным, чем у контрольных рыб.

Установлено, что стрессирование рыб, связанное с процедурой взятия в руки, инъекции и помещения в аквариум, вызывает двухфазный ответ: первоначальное глубокое угнетение двигательной активности (затаивание) вплоть до ее отсутствия у всех рыб и последующие резкие хаотические броски. Эти данные сопоставимы с результатами, полученными в опытах с ручейниками. Пептид дельта-сна не влиял на первую фазу, но в 1.3 раза относительно контроля уменьшал двигательную активность во второй фазе (р<0.05 ).

Таким образом, совокупность полученных в данной главе фактов показывает, что различные экстремальные воздействия на высших беспозвоночных и

низших позвоночных вызывает однотипный ответ: первоначальную пассивно-оборонительную реакцию и последующее резкое увеличение локомоции. Психотропное влияние на этот ответ также имеет однонаправленный характер: пирацетам и пептид дельта-сНа не влияют на продолжительность первой фазы, но уменьшают двигательную активность во второй. Проявление на низших животных мнемотропных и стресспротекгорных свойств пирацетама, характерных для млекопитающих, делает перспективным применение в сравнительных психофармакологических исследованиях, помимо условных рефлексов, двигательной активности в стрессогенных условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ специфики инструментальных условных оборонительных рефлексов позволил нам предложить новую экспериментальную модель обратимого функционального ВНД — "сбой РИ". Модель основана на экстренном кратковременном действии электрического тока, применяемого вопреки сложившимся в процессе обучения однозначным причинно-следственным отношениям между раздражителями, реакцией и ее следствиями. Указанное изменение в экспериментальной среде создает прагматическую неопределенность, вызывает рост эмоциональной напряженности, возрастание генерализованной двигательной активности (в виде межсигнальных реакций) и нарушает ранее выработанную реакцию.

Увеличение концентрации глюкозы в крови крыс при сбое подтверждает, что данные изменения в поведении связаны с ростом эмоциональной напряженности. Уменьшение числа межсигнальных реакций при использовании ан-ксиолитиков феназепама и гидазепама также указывает на анксиогенную природу генерализованной двигательной активности при сбое.

Как следует из представлений павловской школы, возникновение генерализованной двигательной активности и эмоциональной напряженности при функциональных нарушениях (например, при нарушении динамического стереотипа) отражает возврат к ранней стадии формирования условного рефлекса — стадии генерализации, рассматриваемой также как эмоциональная стадия (Симонов, 1981). Формирование условного рефлекса отражает историю становления в эволюции приспособительного поведения (Орбели, 1949). В этом смысле генерализованная двигательная активность при функциональных нарушениях может рассматриваться как возврат к эволюционно более древнему реагированию в ответ на изменения в окружающей среде. Это предполагает

существование общебиологических корней указанной активности.

В наших опытах обнаружено, что различные экстремальные воздействия (повреждение домиков личинок ручейников, изменение среды обитания у рыб, свет для тараканов, нарушение однозначных причинно-следственных отношений в среде при выработке РИ у крыс) вызывали высокую двигательную активность. Пирацетам существенно уменьшал последствия стрессогенных воздействий на всех животных. Равным образом пептид дельта-сна действовал на рыб; он уменьшал двигательную активность и у инфузорий (Иноземцев, Лебедева, Головкина, Тушмалова, 1996).

Отмеченная однотипность реакций на различные экстремальные воздействия и однонаправленность психотропных влияний на эти реакции у животных различных уровней филогенеза говорит о наличии общих закономерностей в реагировании на экстренные изменения в среде и во влиянии на него нейроп-сихотропных средств.

По-видимому, это связано с тем, что реакции на внезапные изменения появились в эволюции в качестве полезного приспособления в ходе борьбы за существование и направлены на мобилизацию средств нападения и защиты в ситуациях, угрожающих целостности организма. Указанная активация защитных резервов организма сопровождается возникновением эмоций и увеличением двигательной активности, которые обеспечивают поиск новых путей решения в изменившейся обстановке, когда старые перестают быть эффективными (Анохин, 1968; Кеннон, 1927; Симонов, 1981; Судаков, 1982).

Использованные вещества вскрывают различные стороны функциональных нарушений и нейропсихотропных влияний на них. Установлено, что и ноо-тропы, и транквилизаторы в сопоставимой мере уменьшали последствия сбоя РИ, предотвращая или уменьшая отражающий эмоциональное напряжение рост межсигнальных реакций и обеспечивая более высокий уровень воспроизведения РИ. Указанный внешне одинаковый эффект препаратов, относящихся к различным классам, обеспечивается двумя различными механизмами, основанными на существовании двусторонних отношений между эмоциональным напряжением и возможностью решения задачи. Транквилизаторы, воздействуя непосредственно на эмоциональную сферу, оптимизируют эмоциональный фон и как следствие улучшают воспроизведение РИ. Ноотропы, увеличивая инте-гративные возможности ЦНС, обеспечивают быстрый и более точный анализ информации и адекватную реакцию после сбоя; уменьшение эмоционального напряжения в этом случае достигается вследствие удовлетворения потребности.

На модели пространственной переделки РИ было показано, что на фоне пирацетама уровень межсигнальных реакций превышал таковой на фоне фена-зепама. Одновременно пирацетам, в отличие от феназепама, был эффективен как при сбое, так и при переделке РИ. Последнее доказывает, что помимо уменьшения эмоционального напряжения необходимо наличие активирующего начала. Активация двигательной сферы, как уже отмечалось, отражает адаптацию к меняющимся условиям. Умеренный рост межсигнальных реакций на фоне ноотропов означает, что они, предотвращая чрезмерную активацию, не угнетают упомянутые адаптивные процессы, вызываемые внезапным изменением во внешней среде.

Выявленное в данном исследовании существование общих закономерностей в нарушении и нейропсихотропной коррекции различных форм поведения у представителей высших беспозвоночных, низших позвоночных и млекопитающих указывает на перспективность сравнительных нейропсихофармаколо-гнчечких исследований, направленных на изучение становления в эволюции механизмов нарушения и коррекции ВНД.

ВЫВОДЫ

1. Показано, что выработка инструментальной оборонительной условной реакции избегания осуществляется на основе однозначности причинно-следственных отношений в экспериментальной среде между раздражителями, реакцией и ее следствиями. Изначальная неоднозначность затрудняет обучение, что выражается в более длительной генерализации и более поздней специализации условного рефлекса. Нарушение однозначности в процессе обучения уменьшает воспроизведение реакции избегания и увеличивает число межсигнальных реакций.

2. Разработана оригинальная модель обратимого функционального нарушения высшей нервной деятельности ("сбой реакции избегания"), основанная на нарушении однозначных причинно-следственных отношений. Модель создает увеличение прагматической неопределенности, эмоциональное напряжение и срыв высшей нервной деятельности. Модель функционального нарушения позволяет выявить широкий спектр влияния психотропных препаратов на интегративную деятельность мозга. Она эффективна для выявления положительного влияния ноотропов на высшую нервную деятельность в тех случаях, когда традиционно используемая методика выработки реакции избегания не обнаруживает указанного влияния. Модель функционального нарушения выявляет также аиксиолитические эффекты психотропных веществ. Ее принцили-

зльное отличие от широко применяемых для этих же целей конфликтных сигу аций состоит в том, что в ней не используется столкновение противоположных мотиваций, а тестирование навыка производится без его наказания.

3. Установлено, что положительное влияние ноотропов и транквилизаторов при сбое осуществляется различными механизмами. Транквилизаторы, воздействуя непосредственно на эмоциональную сферу, оптимизируют эмоциональный фон и как следствие улучшают воспроизведение реакции избегания. Ноотропы, увеличивая интегративные возможности ЦНС, обеспечивают оыстрый и более точный анализ информации и адекватную реакцию после сбоя и как следствие удовлетворения потребности уменьшают эмоциональное напряжение.

4. Показано, что использование пространственной переделит реакции избегания позволяет разделить анксиолитические и ноотропные компоненты психофармакологических средств. Выражением анксиолнтического эффекта служит уменьшение межсигнальных реакций, а ноотропного — более быстрое усвоение видоизмененного навыка. На фоне классического представителя ан-ксполитиков феназепама меньше межсигнальных реакций и меньше реакций язбегания. На фоне эталонного ноотропа пирацетама больше межсигналъных реакций, чем на фоне феназепама и одновременно — больше реакций избегания.

5. Сопоставление сбоя и пространственной переделки реакции избегания показывает, что уменьшение эмоционального напряжения недостаточно для решения задачи в изменившихся условиях — необходима умеренная активация. Феназепам, снимая эмоциональное напряжение, вызываемое изменением в экспериментальной обстановке, способствует воспроизведению реакции избегания, когда навык остается неизменным, но не эффективен, когда необходимо изменение навыка. Пирацетам, не угнетая адаптивные процессы, связанные с моторной активацией в экстренно изменившихся условиях, предотвращает ее чрезмерное развитие.

6. В опытах с личинками водного насекомого ручейника показано, что пирацетам оптимизирует все показатели, характеризующие восстановление разрушенного домика, необходимого для нормального дыхания (ускорение начала восстановления, уменьшение перемещения без опробования строительного материала, увеличение затраченного на опробование времени), и как результат — ускоряет восстановление. Следовательно, пирацетам влияет на сложно организованную инстинктивную деятельность насекомых.

7. Установлен одинаковый характер влияния пирацетама на угашение

двигательной активности в аналоге "открытого поля" у тропических пепельно-серых тараканов и золотых рыбок, свидетельствующий об однонаправленном проявлении мнемогропной функции ноотропа у двух различных видов животных.

8. Показана однотипность реакций на различные экстремальные воздействия и однонаправленность психотропных влияний на эти реакции у представителей высших беспозвоночных, низших позвоночных и млекопитающих.

9. Выявленное существование общих закономерностей в нарушении и нейропсихотроппой коррекции различных форм поведения у животных с различным уровнем организации нервной системы показывает перспективность сравнительных нейропсихофармакологических исследований.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Inozemtsev А. N. Análisis de las relaciones de causa y efecto en el medio experimental como base de la conducta de adaptación// Acta Científica Venezolana. 1980. V. 31. Supl.l. P. 217.

2. Inozemtsev A. N. Influencia de la duración del choque sobre la sujeción de la palanca// Acta Científica Venezolana. 1981. V. 31. Supl.l. P. 26.

3. Inozemtsev A. N. Evitación clasica y tipo Sidam. Algunas consideraciones teóricas// Resúmenes de las I Jornadas de la investigación de la Facultad de Humanidades y Educación. UCV. Caracas. Venezuela. 1982. P. 217-218.

4. Levin L., Inozemtsev A. N., Fermín Z., Vergara E. Respuesta de alternación en peces //Acta Científica Venezolana. 1982. V. 33. Supl. 1. P. 360.

5. Inozemtsev A. N. Estudio de la relación entre la duración del choque, congelamiento y sujeción de la palanca// Revista de Psicología. 1982. V. 9. № 4. P. 667-678.

6. Inozemtsev A. N. Estudio de la sujeción de la palanca en el contexto de la evitación discriminada //Acta Científica Venezolana. 1983. V. 34. №2. P. 159-167.

7. Иноземцев А. H. Исследование феномена удерживания рычага у крыс// Биол. науки. 1985. № 4. С. 47-53.

8. Иноземцев А. Н. Является ли удерживание рычага у крыс подготовительной реакцией?//Жури. высш. нервн. деят. 1987. Т.37. №. 2. С.373-375.

9. Иноземцев А. Н. Особенности инструментальной оборонительной реакции на начальном этапе ее формирования// Вестн. Моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 1988. №. 4. С. 60-66.

10. Иноземцев А. Н. О некоторых аспектах методики Сидмана// Журн.

высш. нервн. деят. 1988. Т.38. №. 1. С. 169-171.

11. Иноземцев А. Н. К вопросу об эволюции оборонительного поведения// Проблемы микроэволюции. М.: Наука. 1988. С. 131-132.

12. Иноземцев А. Н. Изменение поведенческих реакций нереисов на вибрацию после действия безусловных раздражителей// Жури. высш. нервн. деят. 1989. Т. 39. №. 2. С. 376-378.

13. Иноземцев А. Н. Значение идеи И. М. Сеченова о переключении для изучения индивидуально приспособительных реакций беспозвоночных// Материалы всесоюзной конф., посвященной 160-летию со дня рождения И. М. Сеченова. Одесса. 24.V.1989. С. 24.

14. Иноземцев А. Н., Прагина JI. Л. Обратимое нарушение реакции избегания как методическое средство для изучения действия психотропных препаратов на высшую нервную деятельность// Журн. высш. нервн» деят. 1989. Т. 39. № 4. С. 764-766.

15. Tushmalova N. A Kvekveskiri N. L. Inozemtsev А. N. et al., Some molecular mechanisms of pharmacological correction of memory// International Simposium "Molecular basis of action of bioactive substances on behavior". Tallin. 1989. P. 45.

16. Alvarez R., Inozemtsev A. N. Neurophysiological and neurochemical study of piracetam and P-3 in rats// Intermozg'90 Abstracts. Second International Conference of Pathophysiology of Nervous System. La Habana. 1990. P. 37.

17. Иноземцев A. H. Некоторые актуальные проблемы исследования оборонительных реакций// Сравнительная физиология высш. нервн. деят. человека и животных. М.: Наука. 1990. С. 36-58.

18. Ипоземцев А. Н., Кокаева Ф. Ф., Козловский И. И. и др. Влияние геп-тапептида группы тафтсина с ноотрошшм компонентом действия на формирование реакции избегания в норме и при ее нарушении в конфликтной ситуации//Бюл. экспер. биол. 1990. № 5. С. 445-446.

19. Иноземцев А. Н., Кокаева Ф. Ф. Особенности функционального обратимого "сбоя" реакции избегания у крыс// Журн. высш. нервн. деят. 1990. № 4. С. 386-388.

20. Шипов А. Г., Желтоногова, ... Иноземцев А. Н. и др., Авторское свидетельство № 1591436. "Амид М-[(4-фенил-2-пирролидон-1-ил)-ацетил]-3-аминопропановой кислоты, обладающий психотропной активностью". 1990.

21. Прагина Л. Л., Кокаева Ф. Ф., Иноземцев А. Н. и др. Изменение уровня глюкозы в крови под влиянием "сбоя" реакции избегания// Журн. высш. нервн. деят. 1990. Т. 40. № 4. С. 776-778.

22. Прагина JI. Л., Воронина Т. А., Иноземцев А. Н. и др. Влияние пирацетама и ницерголина на условнорефлекторную память в условиях экстремального воздействия// Фармакол. и токсикол. 1990. Т. 53. № 3. С. 8-10.

23. Иноземцев А. Н., Марусов Е. А., Абросимов И. Ю. Влияние пептида дельта-сна на формирование реакции избегания у карася Carassius auratus// Журн. эволюц. биохимии и физмол. 1991. Т. 27. № 3. С. 397-399.

24. Иноземцев А. Н., Левин Л., Фермин С., Вергара Е. Формирование простой и чередующийся реакции избегания у рыб// Журн. высш. нерв. деяг. 1991. Т. 41, №3. С. 587-590.

25. Иноземцев А. Н., Литвинова С. В., Калюжный Л. В. Сравнительная характеристика стрессоустойчивости крыс линии Вистар и беспородных к "сбою" реакции избегания//Журн. высш. нерв. деят. 1992. Т. 42. № 4. С. 803805.

26. Иноземцев А. Н., Марусов Е. А., Абросимов И. Ю. Условные оборонительные рефлексы у рыб на экологически адекватном подкреплении и влияние на них психотропных препаратов// Труды всесоюзного совещания по вопросам поведения рыб. 1992. С. 282-291.

26. Иноземцев А. Н., Прагина Л. Л. Методические приемы стрессогенных воздействий для исследования ноотропных влияний на обучение и память// Веста. Моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 1992. №4. С. 23-31.

27. Прагина Л. Л., Иноземцев А. Н., Тушмалова Н. А. Влияние вновь синтезированных психотропных препаратов на поведение крыс в "открытом поле"//Биол. науки. 1992. № 9. С. 84-88.

28. Буров Ю. В., Иноземцев А. Н., Прагина Л. Л., и др., Влияние амири-дина и пирацетама на память, нарушенную экспериментальными стрессовыми воздействиями// Бюл. экспер. биол. 1993. № 2. С. 155-157.

29. Иноземцев А. Н., Гарибова Т. Л., Хромова И. В. и др., Влияние ноог-лютила и пирацетама на разные формы оперантного обучения// Экспер. клин, фармакол. 1993. Т. 56. №2. С. 6-8.

30. Непомнящих В. А., Иноземцев А. Н. Пирацетам изменяет поведение личинок ручейника CHAETOPTERYX VILLOSA FABR.// Докл. РАН. 1993. Т. 333. № 5. С. 678-679.

31. Калюжный Л. В., Литвинова С. В., Иноземцев А. Н. и др. Действие нейротрошша на процессы условнорефлекторного избегания у крыс// Журн. высш. нервн. деят. 1993. Т. 43. № 2. С. 371-376.

32. Krejci I., Kasafirek Е., Tushmalova N. A., Inozemtsev А. N. et al., Behavioural effects of alaptide, a spirocyclic dipeptide derived from melanostatine II

reuropeptides, 1993. V. 24. №4. P. 230.

33. Tushmalova N. A., Inozemtsev A. N., Praguina L. L. Biological basis of harmacological correction of memory// Second international conference: Biological asis of individual sensitivity to psyshotropic drugs. Moscow. 1993. P. 147.

34. Иноземцев A. H. Влияние психотропных препаратов на поведение : квотных различного уровня филогенеза// Успехи физиол. наук. 1994. Т. 25. № . С. 23.

35. Чепурнов С. А., Иноземцев А. Н., Чепурнова Н. Е., Бузинова Е. В. влияние кассинина на пространственный компонент памяти при формировании еакции активного избегания// Вестник МГУ, серия 16. Биология. 1994. № 4. :. 24-27.

36. Tushmalova N. A., Inozemtsev А. N. Neuropeptides-correctors of Memory unctional Disturbances//Neuropeptides. 1994. V. 26. Suppl 1. P. 35.

37. Chepurnov S. A., Inozemtsev A. N., Chepurnov N. E., Businova E. V. tress protective properties of the tachykinin row peptide kassinin// Pharmacology and oxicology. V. 76. Suppl. IV. 1995. P. 18.

38. Inozemtsev A. N., Bokieva S. В and Tushmalova N. A. Effects of a new nxiolytic PV-113 on learning and memory functional disturbance// Pharmacological .eseach. 1995. V. 31 (supl.). P. 261.

39. Иноземцев A. H., Непомнящих В. А. Изменение реакции на повреж-ение домика у личинок ручейников под действием пирацетама// Журн. высш. ервн. деят. 1995. Т. 45. № 6. С. 1211-1213.

40. Бурлакова Е. Б., Гумаргалиева К. 3., Иноземцев А. Н. и др. Патент на зобретение "Способ улучшения процессов памяти" №2071319. 1995.

41. Иноземцев А. Н., Прагина Л. Л., Фирова Ф. А. и др. Сравнительный нализ влияния ноотропных препаратов различной химической структуры на бой реакции избегания у крыс// Экспер. клин, фармакол. 1995. Т. 58. № 3. С. 5-16.

42. Козловская М. М., Иноземцев А. Н., Никитин С. В. и др. Сопоставле-ие нейротропных и стресспротекгорных свойств пирацетама и производного иридо/1,2-а/пиримидина//Бюл.экспер. биол. 1995. Т. 118.№3. С. 299-301.

43. Тушмалова Н. А., Прагина Л. Л., Иноземцев А. Н. и др. Влияние ма-ых доз пирацетама на условнорефлекторную память крыс// Бюл. экспер. биол. 995. Т. 120. №7. С. 60-61.

44. Иноземцев А. Н.,Бокиева С. Б., Воронина Т. А., Тушмалова Н. А. Об-атимое функциональное нарушение реакции избегания как модель для изуче-ия влияния транквилизаторов// Экспер. клин, фармакол. 1996. Т. 59. № 2. С. 3-

45. Иноземцев А. Н., Бокиева С. Б., Воронина Т. А., Тушмалова Н. А. Сопоставление влияния транквилизаторов и ноотропов на выработку и функциональное нарушение реакции избегания// Бюл. экспер. биол. 1996. Т. 122. № 8, С. 152-155.

46. Иноземцев А. Н., Воронина Т. А., Прагина JI. Л. и др. Различие в эффектах пирацетама и феназепама при эмоциональном напряжении, вызываемом пространственной переделкой навыка// Экспер. клин, фармакол. 1996. Т. 59. №

6. С. 101-103

47. Иноземцев А. Н., Грсмячих В. А., Непомнящих В. А. Влияние пирацетама на поведение золотых рыбок в "открытом поле"// Поведение рыб. Тезисы докладов 2-го Всероссийского совещания. Борок. 1996. С. 29-30.

48. Иноземцев А. Н., Лебедева Н. Е., Головкина Т. В., Тушмалова Н. А. Эволюционный подход к анализу двигательной активности как показателю тревожности// 1(Х1) Международное совещание по эволюционной физиологии Тезисы докладов. Санкт-Петербург. 1996. С. 88-89.

49. Tushmalova N. A., Inozemtsev А. N. Evolutionary-molecular bases oi memoiy mechanisms// ХХХШ International congress of physiological sciences Abstracts. 1997.

50. Иноземцев А. И, Целкова H.B., Бернуй Л.Х. и др. Поведение тараканов Nauphoeta cinerea в "открытом поле" и влияние на него пирацетама // Журн высш. нервн. деят. 1997. Т. 47 (принято к опубликованию).

51. Иноземцев А. Н. Биологические аспекты нарушения и психофармакологической коррекции обучения и памяти. Изд-во Московского ушт верситета. 1997. 10 п.л. (принято к опубликованию).