Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЛИЯНИЕ БЛОКАДЫ СИНТЕЗА БЕЛКА В ЦНС НА ФОРМИРОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ ПАМЯТИ У КРЫС

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ БЛОКАДЫ СИНТЕЗА БЕЛКА В ЦНС НА ФОРМИРОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ ПАМЯТИ У КРЫС"

/¡-ззщ

На правах рукописи

ЩЕГЛОВ Илья Вячеславович

ВЛИЯНИЕ БЛОКАДЫ СИНТЕЗА БЕЖА В ЦНС НА ФОРМИРОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ ПАМЯТИ У КРЫС

03.00.13 —физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Пущино - 2003

Работа выполнена в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино)

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат медицинских наук ИЛ. Подольский

доктор биологических наук И.И. Полетаева, доктор биологических наук В.И. Архипов

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Защита диссертации состоится «29» октября 2003 г, в_часов мин, на

заседании диссертационного совета Д 002.093.01 в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН но адресу: 142290, г. Пущино Московской обл., ул. Институтская, 3, ИТЭБ РАН

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной библиотеке НЦБИ РАН по адресу 142292, г, Пущино Московской обл., ул. Институтская, 3, ИТЭБ РАН, Автореферат разослан «29» сентября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук

Н.Ф. .Панина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЛБОТЫ

Актуальность проблемы: Исследование механизмов формирования памяти является одной из наиболее приоритетных областей пейропаукн. Научение этого вопроса несомненно поможет понять многие фундаментальные иришшпы роботы мозга п отроет путь к излечению нарушений памяти, связанных с такими тяжелыми психическими заболеваниями, как болезнь Альщеймсра, болезнь Паркинсона, наркомании, алкоголизм и др. Проблеме намят уделяется огромное внимание уже более 100 лет. Количество накопленного экспериментального материала в згой области постоянно растет. Однако открытие. множества новых деталей механизмов памяти значительно усложняет наши представления о работе этой спстеми и приводит к пересмотру сложившихся теоретических коешс л mi Я, а многие вопросы до сих пор остаются открытыми (Виноградова 2000; Arsfcavsky, 2002).

Так, унитарная теор:1я памяти, согласно которой гилнокачпальпая система считалась критически необходимо« для формировали всех типов памяти, сменилась новой. По современным представлениям существует две основные системы памяти: (1) декларативная (экспликатвная) память, зависящая от медиальных структур височной доля, включая гиппокамп п (2) недекларативная (имнликаппшая) память, не зависящая от структур гилпокампальной система. Одним из многих типов памяти, относящихся к педскларагивпой системе, является двигательная (процедурная) память, в которой хранится информация о способах исполнения репертуара движений н навыков, приобретенное в течение яичного опыта (Milner et al., 1993). В настоящее время вопрос о нейроанатомических и молекулярно-клеточных основах двигательной памяти мало разработал: Однако в последние несколько лет ему стало уделяться значительное внимание (Brushers-Krug et ol,, 1996; Muellbacher ct al., 2002). Тем не менее, до енк пор исследования формирования двигательной памяти проводятся в основном на .чюдях^.а эксиернментаяьних моделей на животных, на наш взгляд, явно недостаточно.

Общепринятая теория молекулярных механизмов формирования долговременной пачяш (т.е. перехода информации из лабильной кратковременной памяти в стабильную долговременную) нредлолагоет, что ключевую роль в этом процессе играет специфическая активация экспрессия генов и синтез белков dt novo, участвующих в модификации ■ существующих и/или образовании новых синалтпческчх связей (Clayton, 2000). В связи с этим ингибиторы синтеза белка (антибиотики эукариот) являются одними из наиболее широко применяемых омнесттгческих ментов в изучении механизмов формирования различных видов долговременной памяти от беспозвоночных до млекопитающих. Однако в области психофармакологических исследований памяти, связанной с применением антибиотиков, остается несколько разногласий, которым, на наш взгляд, до сих нор не найдено адекватного объяснения. Во-первых, постулируется, что для достижения эффекта (т.е. амнезии) необходимо вводить ингибиторы в очень высоких («сверхфпзиологнческих») дозах, вызывающих подавление синтеза белка в мозге как минимум на 80-90 °о в течение небольшого периода времени после научения (первый период чувствительности) или через 4-6 ч (иногда 13-14 ч) после научения (второй период чувствительности). Лишь в пекоюрых работах формирование долговременной памяти нарушалось при 50-60% подавления (Davis, Squire, 1984). Во-вторых, имеется ряд доказательств того, но формирование некоюрых видов долювременной памяти у беспозвоночных и позвоночных не нарушается глубоким подавлением синтеза белзса в лечение как минимум многих пасов (Laudein ct td., 1986; Shoe), Agrar.off, 1972; Staubll et ah, 1985; Tully, 1997; Westenberg ct al., 1993). Нельзя не отметить, что в последнее время появляются гипотезы, предполагающие, что формирование долговременной памяти может также обеспечиваться за счет молекулярных механизмов не связанных напрямую с синтезом белков de novo (Lynch & Baudiy, 1984; Arshavsky.^OOl).

Таким образом, несмотря па довольно обширный материал, накопленный в течение многих лет в области изучения-ыдлеку лярио»хлсК)чны ^-механизмов памяти, дальнейшее исслсдовапие влияния подавленна сгагт^^ форми{ <

фонд научной литературы

о ванне различных типов

№

Д. ..

долговременной памяти и, в особенности, двигательной памяти, в настоящее время остается актуальным.

Цель к задачи исследования: Целью данной работы было изучение влияния максимально возможного подавления синтеза белка в ЦНС крыс (а) ка формирование долговременной двигательной памяти в недавно разработанном тесте «выученного выпрыгивания из воды» # (Подольский, 1996, 1997); (б) на формирование долговременной пространственной памяти при обучении нахождению невидимой платформы в водном лабиринте Морриса (Morris, '1982). ■

Дтя исследования этой проблемы также были поставлены следующие задачи: J) В связи с недостаточностью данных литературы о подавлении синтеза белка прн центральных введениях максимальных доз циклогексимнда было решено (al провести детальный количественный анализ кинетики подавления синтеза белка в головном мозге; (б) оценить скорость диффузии цн клоге к симида в головном мозге и возможность его проникновения из цереброспинальной жидкости в общий кровоток; (в) учитывая возможность локализации простых ферм двигательной памяти на спинальном уровне (Бернштейн,, 1990;. Petterson, 1976), леслеловать кинетику подавления синтеза белка в спинном мозге,

2) В связи с тем, что.поведение животных в водном лабиринте Морриса зависит от влияния многих факторов'(D' Hpoge & De Deyn, 2001), было решено провести исследование тактик навигационного научения при различных методологических вариациях процедуры обучения и различных параметрах бассейна, используемых в нашей работе.

3) Поскольку в последнее время появляется все больше работ, указывающих на то, что ингибиторы синтеза белка в высоких дозах могут вызывать апоптоз и/или некроз в различных типах тканей (л vivo и in vitro (Htgami et al., 2000; Squier et al., 1999), было решено провести предварительную проверку наличия гибели клеток ЦНС при введении максимальных доз цнклогексимида. Í.

Научная новизна: В ходе работы были подтверждены и расширены данные других авторов* о быстром (в течение 1 ч) и широком распространении подавления синтеза белка"й головном мозге при внутри мозговом (интракаудатиом или внутрижелудочковом) введении цикло гексим ила.

Впервые показано, что двустороннее введение максимальных доз циклогексимнда в боковые^ желудочки (100 и 200 мкг/канюля) вызывает равномерное и практически полное подавление синтеза белка не только в головном мозге, но и во всех отделах спинного мозга. Также показано, что прн таком режиме введения антибиотика наблюдается сильное (хотя и значимо меньшее, чем в ЦНС) подавление синтеза белка в печени, что, по-видимому, связано с высокой способностью циклогексимнда к проникновению через гематоэнцефалический барьер из цереброспинальной жидкости в общее кровяное русло.

Впервые показано, что формирование долговременной двигательной памяти в тесте «выученного выпрыгивания из воды» (эта форма памяти основана на. модификации врожденных двигательных программ и является одной из наиболее простых) не нарушается длительным и глубоким подавлением синтеза белка в головном и спинном мозге (более 95% в течение первого часа и не менее 75% в течение последующих 9 ч после научения).

Кроме того, впервые начата экспериментальная проверка предположения.о том, что ингибиторы синтеза белка при внутрнмозговом введении в высоких дозах, широко применяемых в пенхофармахологии памяти, "могут вызывать сильные нейротоксические эффекты. Предварительные данные показывают, что циклогексимнд в дозе 200 мкг/канюля через 4 ч после введения вызывает гибель клеток головного мозга.

Полученные иами данные позволяют по-новому, интерпретировать эффекты ингибиторов синтеза белка на консолидацию долговременной памяти, и дают основания

предположить, что общепринятая концепция ключевой роли синтеза белков de novo в молекулярных механизмах формирования памяти не является универсальной.

Практическое значение: Исследование модекулярно-клеточных механизмов формирования долговременной памяти является одноЛ its основных задач современной нейробиологии. Резулыаты наших систематических исследований вносят вклад в понимание этого вопроса. Обнаруженная нами чрезвычайная устойчивость процесса консолидации двигательной долговременной памяти к такому жесткому воздействию, как длительное и практически полное подавление синтеза белка в ЦНС показывает, что механизмы формирования, различных типов долговременной памяти могут существенно различаться. Наши результаты указывают на существование таких форм долговременной памяти, формирование которых в.' течение миошх часов не зависит от активации трансляционного аппарата нейронов.

Апробации работы: Результаты работы были представлены на совместном заседании секции «Нейробнодогяя» ученого совета ИТЭБ РАН с Путинским отделением Физиологического общества (Пущино, 2003), XVII и XVIII съездах физиологов России (Ростов-на-Дону, 1998; Казань, 2001), Международной конференции «Фундаментальные и клинические аспекты интегративной деятельности мозга» (Москва, .2003), а-также r материалах других конференций.

Публикации: По материалам диссертации опубликованы 2 статьи. 1 статья принята в печать Тезисы 10 ¿окладов напечатаны в рабочих материалах/ всероссийских и международных конференций.

Структура и объем дасеертаииц: Диссертационная работа состоит из разделов «Введение», , <Юбзор литературы», «Материалы "й методы исследования», «Результаты и обсуждение»,

«Заключение», «Выводы», «Список цитируемой литературы». Работа изложена на _

страницах машинописного текста, содержит_рисунков,_таблиц и список литературы

из j_ссылок. ■

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводили на самцах крыс линии Внстар (250-350 г), выращенных и содержащихся в стандартных условиях. Стсреотаксическое двустороннее вживление католь осуществляли под комбинированным наркозом (кетамин (50 - 75 мг/кг), дополнительно пеитобарбнгал натрия (10—25 мг/кг)). Координаты вживления определяли по атласу (Paxlnos & Watson, 1982), мм; хвостатое ядро - АР = -0.8; L = 2.5-3.0; Н 5.0; боковые желудочки -АР = -0.8; L - 1.3-1.5; Н = 3.8, Срок послеоперационной реабилитации составлял 7-10 сут. Введение циклогексимида или изотонического раствора NaCl (в контроле) осуществляли с помощью макрошприцев. Локализацию канюль определяли по серийным срезам, полученным на замораживающем микротоме или по распространению раствора метилековой сини по желудочковой системе.

Глубину подавления синтеза белка определяли по включению Ь-["с]-леПщша модифицированным методом жидкостной сцинтилляции в толуоле для счета на фильтрах (Barondes & Cohen, 1967) как процент уровня радиоактивности при введении циклогексимида от уровня радиоактивности в контроле. Меченную аминокислоту (5мМ/л, ЗМЕк) вводили внутрнбрюшишю за 1 ч до декашгтации. Выделение и гомогенизацию структур ЦНС проводили ври 0 °С в PBS буфере (pH - 7.0), Белки а ал и квотах гомогенатов осаждали трехкратным объемом Ю'Ь-ной ТХУ. Фильтрование осажденных белков осуществляли на нитроцеллюлозных мембранных фильтрах (диаметр пор *" 0.2 мкм).

Гибель клеток головного мозга определяли по деградации хромосомной ДНК методом электрофореза. Ядра клеток вз соответствующих структур мозга выделяли с

помошьюючогенизатора (зазор ^0.2 мм) в лшнрутошем буфере (ТЕ(10мМ Трис-НС1,1 ыМ ЭДГЛ), 1 М Ь'аС1, рН ■ 8.0), содержащем 1%" 5П>5. Последующее выделение ДНК осушесттялн следующим образом: (1) депротиениэалия осадка: ТЕ-нагноенный фенол (рН 8,0). хлороформ; (2) выделение нуклеиновых кислот из водной фазы; изопропанол-этанол; (3) отделение ог РНК: РНКаза (50 мг/мл). Целостность молекул ДНК т образцов соответствующих структур определяли электрофорезом в аг грошом 1сле (1.841) в ТЛЕ-'буфере (0.4 МТрис-адетаг, 0.002 МЭДТЛ) при !1анряжении около 5 \7см (2-2.5 ч). V .. Навигационное научение про ¡юлили в стандартном (циркулярный бассейн диаммром '140 см) или-упрошенном (прямоугольный бассейн 75x50 см или циркулярный бассейн диаметром 75 см) лабиринтах Морриса с невидимой платформой (диаметр 10 см), погруженной в непрозрачную роду при отсутствии каких-либо внутрнлабнрин1ных ориентиров. Платформу всегда помещали в центр выбранного сектора бассейна. (Различные методологические взриашы процедуры обучения, использованные в нашей работе, описаны в соответствующих разделах главы «Результаты работы и обсуждение»).

Двигательное научение проводили в тесте «выученного выпрыгивания из воды» (Подольский, 1996, 1997). Кратко эта методика состоит в следующем, Крису помещают в циркулярный бок с водой (высота 31 см, диаметр 37 см). Для решения задачи животно« должно "определить,, что уровень воды позволяет достать дно задними лапами, не погружал тэтл>"т, -»ллота йзхь^— ьипрыгнуть на сберег» (единственный способ спасти жизнь). Обучение проводили в одной пробе. Во второй пробе через 48 ч или 14 суток оценивали сохранение приобретенной информации.

Во всех повслеических тестах в качестве основного критерия измеряли время решения задачи (ллгенгльгй период в соответствии с укоренившейся терминологией).

Статистическую значимость разлнтпя данных оценивали по (-критерию Стьюдента,

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ II ОБСУЖДЕНИЕ

1

1. Количественный анализ нмавления синтеза С елка в IШ С при центральном^ влелешш циклогекснмида

/./. Токсичность максимальных дог цинлогексилшда

При дау стороннем внутрижелудочновом введении киклогекимида в дозе 200 мкг/15-25 мкл-'канюля в течение первых суток после инъекции погибло около 20% животных. В случае дву кратного введения (первое - в дозе 200 мкг/25 мкл/канюля, второе (через 7 ч после первого) - 100 мкг/10 мкл/канюля) количество летальных исходов достигло примерно 40%. Однократное введение инклогексимида в дозе 400 мкг/15 мкл/канюля вызывало гибель всех животных.

1.2. Подавление синтеза белка в структурах головного мока после двустороннего «ведения ииклогексимида в хвостатое ядро

В предварительных экспериментах было обнаружено, что при использовании в качество контроля коитралатеральнош полушария значимого различия в счете радиоактивности между структурами двух полушарий не наблюдалось (данные не приводятся). Очевидно, это связано с тем, что в течение 1 ч молекулы ингибитора (100 мкг, 3.6 х 10"' М) успевают проникнуть во все структуры ипси- и контралатерального полушария, В связи с этим, в дальнейших экспериментах в качестве контроля использовали другое животное того же иола, возраста и массы, которому билатерально вводили 0,9% №яС1.

Таблица I. Подавление синтеза белка в структурах головного мозга через 1 ч после двустороннего введения циклогекимида в хвостатое ядро в дозе 100 мкгО нкл^кхчушарие (среднее * стандартная- ошибка). Примечание, п - 3 — никлотексимнд, п * 3 — контроль.

Через 1 ч после двустороннего »ведения инклогекснмида в хвостатое ядро (100 л кг/3 мкл/полушарие) во всех отделах головного мочга наблюдалось подавление синтеза белка более чем на 75% (табл. 1). ■ {

Несмотря на то, что наибольшее подавление синтеза белка наблюдалось в хвостатом ядре, различия между структурами были незначительными. Наряду с результатами предварительных экспериментов этот факт отражает крайне высокую диффузионную способность циклогекснмида в дозах 100-200 мкг/моэг.

1.3. Подавление синтеза белка в Щ1С и печени после двустороннего «ведения циклогексимида в боковые желудочки _ -

Через 2 ч после билатерального введения циклогекснмида в боковые желудочки (200 мкг/15 мкл/католя) во всех отделах головного мозга подавление достигало более 95%. При этом статистически значимых различий между структурамине наблюдалось (табл. 2). Учитывая этот факт и результаты предыдущих экспериментов с' иктрапаренхимальным введением антибиотика, демонстрирующих быстрое и широкое распространение циклогекснмида в независимости от участка введения, в дальнейших экспериментах подавление синтеза белка определялось в целом головном мозге. Кроме того, с целью равномерного подавления синтеза белка не только в головном, во м в спинном мозге, объем растворителя был увеличен с 15 до 25 мкл.

Структура мозга Подавление синтеза белха, %

Стриэтум 81.1 ± 1.0

Пшпокамп 78.4 ±1.9

Промежуточный мозг 74.4 ± 2.9

Средний мозг 75.1 ±4.5

Продолговатый мозг 75.8 ±4.3

Мозжечок 76.3 ± 4.7

Неокортекс (ростральный отдел) 75.2 ±3.3

Неокортекс (каудзльный отдел) 75.5 ± 1.1

Структура мозга Подавление синтеза белка, V*

Стриатум 95.7 ± 1.2

Гиппокамп 95.3 ±1.8

Промежуточный мозг 95.7* 1.1

Средний мозг 96.6*0.7

Продолговатый мозг 96.2 ± 1.0

Мозжечок 96.8 ± 0.7

Неокортекс (ростральный отдел) 96.8 ± 0.8

Неокортекс (каудальный отдел) 96.1 ± 1.3

Структура Подавление синтеза белка. %

Доза

100 мкг 200 мкг

Головной мозг 74.9*1.1 9б.3±1,3*

Спинной мозг (шейяо-грудаой отдел) 75.0*1.8 96.6*0,9*

Спинной мозг (пояснично-Крестцовый отдел) 75.0±1.2 97.041.9*

Таблица 2. Подавление синтеза белка в структурах головного мозга через 2 ч после двустороннего введения циклогекимнда в боковые желудочки в дозе 200 мкг/15 мкл/канюля (среднее ± стандартная ошибка). Примечание, и =* 3 — цнклогексимид, п - 3 — контроль.

Таблица 3. Подавление синтеза белка в головном и спинном мозге через 3 ч после двустороннего введения циклогекнмцда в боковые желудочки в доза 100 и 200 мкг/25 мкл/ишюля (среднее ± стандартна« ошибка). Примечание, п « 2-3 - дда опыта и контроля. *-различия по двум дозам статистически значимы прир<0.001.

Через 3 ч после двустороннею введения циклогехсимила в дозе 100 м кг/25 мкя^полушарие во всех исследуемых отделах ЦНС подавление синтеза белка достигало примерно 75% (табл. 3). Через 3 ч после введения вдвое большей дозы {200 м кг/25 мкл/каяюяя) подавление превышало 95% (табл.З),

На рис. 1 представлена кинетика подавления синтеза белка в ЦНС после однократного двустороннего введения пиклогексимида в дозе 200 мкг/25 мхл/каяюля. В связи с результатами предыдущих экспериментов, показавшими, что

'при введении высоких доз антибиотика подавление синтеза белка в головном и спинном мозге значимо не различается (табл. 2, 3), данные измерений в различных отделах ЦНС были 'объединены.-Уже через 1 ч после введения подавление синтеза

белка превышало 90%. Этот уровепь сохранялся в течение 4 ч. Затем наблюдалось практически линейное снижение эффекта, и через 10 ч подавление составляло примерно 40 %,

Рве. 1. Кинетика подавления синтеза белка в ЦНС (% от контроля ± стандартная ошибка) после двустороннего введения циклоге-ксимкда в боковые желудочки (200 ыкгЙ5 ыел/кашоля).

Примечание: п 2-4 дли каждой точки в контроле и опыте.

Структура мозга Подавление синтеза белка, %

Головной мозг 76.4*2.4

Спинной мозг {шейно-грудной отдел) 75.6 ±2.0

Спинной мозг (пояспичио-кресгновый отдел) 77,0 ±22

Время Подавление синтеза белка, %

ЦНС Печень

1 93.1 ± 1.4 81.6 ±2.4'

б 763 ±1.6 53.9 ±3.8'

8 . 58.2 ±1.9 39.6 ±1.0'

Таблица 4. Подавление синтеза белки в головном и спинном мозге через 13 ч после двукратного билатерального введения цмклогекимида в боковые желудочки {первое введение — 200 мкг/25 мкл/каиюля, втерое (через 7 ч после первого) - 100 м кг/10 мкл/каиюпя), среднее ± стандартная ошибка. Примечание, п ■* 3 — цнклогексимна, ii ~ J -контроль.

Тя&шца 5. Подавление синтеза белка в ЦНС и печени через различные интервалы времени после двустороннего введения щпепогекимида в боковые желудочки в дозе 200 мкг/25 ыкл/кангапх {среднее ± стандартная ошибка). Примечание, п " 2-3 - в контроле и опыте для каждой точки, различия статистически значимы при р<0.01.

При решении некоторых задач в исследовании механизмов формирования памяти необходимо продление подавления синтеза белка, которое достигается за счет повторных шгьекцнй антпбиогака (Davis & Squire, 1984; Bourchouladzc et el., 1998; Tilmos et al., 1993). Для достижения этой цели мы использовали двукратное введение ингибитора (первое - в доче 200 мкг/25 ыю/канюля, второе (через 7 ч после первого) - 100 мкг/10 '*, мкл/каиюля). Через 13 ч после первой инъекции подавление синтеза белка во всех отделах ЦИС достигало примерно 75 % (табл. 4).

При введешш Ш1кл0гексимида в боковые желудочки в дозе 200 мкг/25 мкл/канюля значительное подавление синтеза белка наблюдалось также в печени. Однако оно было значимо меныпе, чем в ЦНС. Через 1ч после инъекции эта раэница составляла около 10%, а через 6-8 ч / достигала 20% (табя.5).

Таким образом, циклогекекмиа при впедеиии в боковые желудочки в дозах 200 или 400 мкг/мозг вызывает глубокое и равномерное подавление синтеза белка не только в головном, по и в спинном мозге. Полученные нами результаты подтверждают и расширяют данные других авторов о быстром (в течение 1 ч) и широком распространен пи подавления синтеза белка при внутримозговом введении циклмексимида в независимости от участка инъекции (хвостатое ядро или боковые желудочки). Кроме того, ваши данные показывают, что при внутрижелудочковых введениях в высоких Д01ах циклотексимид бистро (в пределах 1 ч) проникает m цереброспинальной жидкости в кровяное русло и вызывает подавление синтеза беяха за пределами ЦНС. Вероятно, такое широкое распространение-Ингибитора в тканях организма при внутримозговых введениях обусловлено ^зйЭчитсльной тдрофобностью молекулы цпклогекснмида и происходи путем быстрой трансмембршшой диффузии.

Подавление шнелогехеимидом процесса трансляции в ЦНС обладает'выраженной дозовой зависимостью. Однако при введении высоких доз ингибитора рост эффекта имеет. нелинейный характер. Так, при увеличения дозы вдвое — от 200 до 400 мкг/мозг, подавление синтеза белка возрастает только на-"20%. Кроме того, последняя доза является токсичной, так как вызывает гибель более 20% животных. Учитывая эти факты, можно утверждать, что данные дозы при внутрижелудочковом введении являются максимальными.

2. Лнали* навигационного паученпя у крыс в водном лабиринте Морриса при различных методологических вариациях процедуры научении

Z1, Роль зрительной ориентации в и&вигациотгом npocmpaiicmtsiuioM поучении

Обучение проводили в стандартном лабирипе Морриса при дневном освещении в течение пяти сеансов. Первые три сеанса — с интервалом 24 ч в течение трех дней. После трехсуточного перерыва проводили четвертый и пятый сеанс обучения с интервалом 24 ч. На девятый день (через сутки после последнего сеанса) проводили шестой сеанс иа фопе временного ухудшения зрения, осуществляемого закапыванием 5%-ного раствора скополамина, антагониста М-холинорецегтторон, в глаза за 20 мин до начала процедуры. Каждый сеанс состоял из шести последовательных проб. Сектор погружения животного в бассейн случайно варьировали от пробы к пробе. Положение платформы на протяжении всей экспериментальной серии оставалось постоянным. Максимальная длительность пробы - 120 с. Если крыса не могла самостоятельно найти платформу, экспериментатор помогал ей. Через 30 с животное удаляли с платформы, после чего его отсаживали в садок на 15-30 с. Затем проаедурз повторялась.

К концу третьего сеанса крысы (п ~ 10) научались находить невидимую платформу приблизительно за 20 с (рис. 2). В течение следующих двух сеансов наблюдалось дальнейшее упрочнение следов памяти о положении платформы. К последним пробам пятого сеанса время решения задачи составляло менее 10 с. Ухудшение зрения в шестом сеансе резко нарушало нахождение платформы (рис.2).

1Л> г (а:

.'Г

'Г

2>

*

(I «О » »0

' Н«Ф пробы

- 'Таким образом,.наши результаты подтверждают данные других авторов, показывающие, что пространственное навипшионное научение в стандартном лабиринте Морриса при дневном освещении н постоянном, - положении платформы в значительной степени зависит от возможности использования внешних (экстралабнринтных) зрительных ориентиров,

2.2, Влияние перемещения «макового» дистального зрительного ориентира » пространстве на навигационное поучение

Обучение проводили в течение семи сеансов в стандартном лабиринте Морриса в ' теином помещении. Единственный источник света представлял собой лампу мощностью 15 Вт («знаковый» дастальный орнешнр), В течение первых шли сеансов положение ориентира не* изменялось. Перед шестым сеансом обучения источник света был перемещен на 120е. Первая группа животных (п = 10) обучалась поиску невидимой платформы, положение которой оставалось постоянным в течение всею эксперимента. Для второй труппы (п - 10) ссхгор помещения платформы случайно варьировали от пробы к пробе. Остальные параметры процедуры научения были тахими же, ка:; и в предыдущей серии (2,1).

При постоянном положении платформы в течение первых пяти сеансов наблюдалась типичная динамика научения (рис. 3). При этом различий по сравнению с обучением в условиях дневного освещения не наблюдалось, К концу пятого сеанса время нахождения платформы составляло менее 10 с. В шестом сеансе перемещение «знакового» зрительного ориентира вызывало ухудшение выполнения задачи. Однако, уже к третьей пробе животные быстро переучивались находить платформу при новом положении «знакового» ориентира (рис.3).

Особый интерес представляет тот факт, что при случайном положении невидимой платформы также происходило научение (рис, 4). К концу второго сеанса среднее значение временя нахождения платформы снизилось примерно до 20-25 с. Однако, в отличие от обучения при постоянном положении платформы, дальнейшего значимого сокращения латентного периода не наблюдалось. Кроме того, перемещение «знакового» зрительного ориентира не влияло на выполнение задачи (рис. 4).

Таким образом, животные научаются поиску невидимой платформы при случайной перемене ее положения. Очевидно, при таком варианте навигационного мучения животные не используют дистальные зрительные ориентиры. Скорее всего, они запоминают определенные движения или последовательности движений, с помощью которых они находят платформу («нраксис- или идеотетическая стратегия» в соответствии с укоренившейся терминологией Ноойе & ОеОеуп, 2001).

иаучгвя-г в пяти «»вс«х' после утолщена* эренн*

'ЩАаЛ^

. Ряс, 3, Влияние ухудшении зрительной ориентации на пространственное навигационное научение в стандартном лабиринт« Морриса. По оси ординат - ла1еипгый период решении задачи (среднее ± стандартная ошибка). По оси абсцисс — номера • проб,- - - - *

Примечание. • - различия латентнык периодов но сравнению с предыдущей пробой статистически значимы при р<0.0001

зо эе м

Рве. 3. Влияние перемещения «знакового» зрительного ориентира в пространстве (на НО") на навигационное научение в стандартном • лабиринте Моррнсз при постоянном положении платформы. Обозначения такие же, как ка рнс.2. Примечание. * - различии латеьпных периодов по сравнению с предыдущей , пробой статистически значимы при * р<0.01

{ЬпцНфоНи

Рис. 4. Навигационное научение в стандартном лабиринте'Морриса при случайно варьируемом положении платформы;* влияние перемещения «знакового» Зрительного ориентира & пространстве (на 120°). Обозначения такие же, как на рис~2. -

В отличие от этого, прп постоянном положении платформы животные в значительно большей степени используют информацию о положении платформы в пределах пространственной конфигурации дн стальных ориентиров («пространственная или аллотстическая стратегия»).

Необходимо отметить, что значимые различил средних значений латентных периодов решения задачи при постоянном положении платформы по сравнению с таковыми при случайном положении платформы начинали наблюдаться только к концу пятого сеанса. Однако, при индивидуальном рассмотрели« динамика научения у животных, обучаемых поиску платформы, находящейся в постоянном положении, была значительно лучше. Для количественной оценки этих различий нами было введено понятие индивидуального коэффициента сохранения (К), значение которого равняется отношению суммы латентных периодов нахождения платформы в первом сеансе к сумме латентных периодов в каком-либо из последующих сеансов (Ке2 - отражает выполнение задачи во втором сеансе научения по сравнению е первым; КсЗ — в третьем сеансе по сравнению с первым, н т.д.). Соответственно, чем выше значение Кс тем быстрее происходит научение.

Из таблицы б видно, что по мере повторения сеансов обучения средние значения индивидуальных коэффициентов сохранения в обеих труппах возрастали. Однако, в четвертом и пятом сеансах значения коэффициентов при постоянном положении платформы, стали значимо выше, чем при случайном положении. После перемещения «знакового» ориентира в шестом и седьмом сеансах значимые различия исчезли.

Иидавидуальн ый коэффициент сохранения Прц случайном положении платформы При постоянном положении платформы Статистическая значимость различий

Кс2 1.97 ±0.37 2.36 ±0.30 -

ЛУ 3.71 ± 0.62 3.72*0.72 -

й* 2.56 ±0.23 6.39 ± 1.60 р<0.05

3.98 ±0.93 8.77 ± 1.49 р<0.01-

^3.40± 1.62 5.52 ±1.44 -

К,7 -- 4,03 ¿1.04 6.43 ±1.70 -

Таблица 6. Значения индивидуальных коэффициентов со.хранени* при случайном и постоянном положении платформы (среднее ± стандартная ошибка).

^ 2.3. Быстрое навигационное научение, проводимое па модифицированной процедуре

По сравнению с предыдущими экспериментами процедура обучения была модифицирована: (1)" максимальная длительность пробы увеличена до 5 мин, (2) место помещения живот юго в бассейн в течение всего эксперимента оставалось постоянным, (3) в том случае если животное не.могло самостоятельно найти платформу, экспериментатор не помогал ему, (4) поело нахождения платформы крысу у€нралк с не5 через 60 с н сразу же (через 1 >2 с) повторяли пробу. Обучение проводили при дневном освещении в одном сеансе из 6 проб. Через 48 ч процедуру повторяли (тест на сохранение информации). Перед началом третьего "" сеанса (через 24 ч) зрение обратимо взрушади закапыванием 5% раствора скопояамина. Первая группа хивошьи (п = 10) обучалась поиску невидимой платформы, положение которой оставалось постоянным в течение всего эксперимент. Для второй группы (п = 17) сектор -погружения платформы п место помещения в бассейн случайно варьировались от пробы к пробе.

При постоянном положении платформы наблюдалось быстрое навигационное научение (рис 5). Уже во второй пробе первого сеанса время решения задачи сократилось более чем в два' раза (по сравнению с первой пробой различия статистически значимы при р0.05); Начиная с четвертой пробы первого сеанса, среднее значение латентного периода не превышало 30 с. Ухудшение зрения в третьем сеансе резко нарушало нахождение платформы (различия между вторым и третьим сеансами во всех пробах статистически значимы при р<0,05, рис. 5),

НпмрцюСы

Рве. 5. Быстрое навигационное научение, проводимое по модифицированной процедуре, при постоя ввон соложении платформы; влияние ухудшения зрения. Обозначения такие же, как на рис.2.

Таким образом, в данной модвфикащш процедуры обучения пространственное навигационное научение также в значительной степени зависит от возможности использования внешних зрительных ориентиров. Главное отличие от предыдущих экспериментов

заключается в том, что

использованная нами модификация позволила проводил, навигационное научение Солее быстро. Эти различия можно количественно выразить с помощью введенного нами индивидуального коэффициента сохранения (табл.7)

Классичеекав процедура изучения • Модифицированная процедура научении

При дневном 1 В темноте со освещении «знаковым» 1 ориентиром

1.83 ± 0,33 | 2.35 ± 0.30 4.77 А 0.83*

Таблица 7. Значения индивидуального коэффициента сохранения ко ыороч сеансе (Тч2) при. различных методологически* взрщцшч процедуры обучение в стшпзртноч л&Сиртп« Морриса , при постоянном положении платформы (среднее ± стандартная« ошибка), ■>»-

Примечание. * - рапмчш статистически значимы прнр<0.05.

Научение также происходило и в том случае, когда положение платформы меняли в случайном порядке (в первом сеансе различия латентных периодов решети задачи в' З-б пробах по сравнению с первой пробой статистически значимы при р<0.0), рис, 6). Во втором _ сеансе наблюдалось дальнейшее улучшение выполнения задачи. Однако, ко сравнению с экспериментом при постоянном положении платформы у этой группы научение в нервом сеансе протекало хуже (между двумя группами различия латентных периодов в четвертой и шестой пробах первого сеанса статистически значимы при ,.р<0.05). Также, было менее выражено улучшение нахождения платформы во втором.'сеансе. Если при постоянном положении платформы среднее значение К<2 составляло 4.77 * 0.83, то при случайном оно было в два раза меньше - 2.37 * 0,29 (различия статистически значимы при р50.05). Еще одно отличие заключалось в том, что у животных, обучаемых поиску платформы, псреметзеыаЯ в . случайном порядке, ухудшение зрения в третьем сеансе не влияло на решение задачи (рис. б).

i г

сгиряеж тга<{ч

ГОСИ УХ731Щ *

3 4

№ир цшби

Рис. б. Навигационное изучение, проводимое по модифицированной процедуре при случайном положении платформы; влмание ухудшения зрения. Обозначения такие же, как на рис.2.

Таким образом, при случайно варьируемом положении невидимой платформы в различных модификациях процедуры обучения, крысы научаются поиску цели, не используя при этом внешние зрительные ориентиры. Однако, при постоянном положении платформы научение протекает значительно лучше. Этот факт говорит о том, что в условиях стандартного лабиринта Морриса возможность определения положения невидимой платформы в пространстве по внешним (зкетралабиринтн им) зрительным ориентирам упрощает решение задачи. Очевидно, в отсутствии такой возможности (црн постоянном перемещении платформы от пробы к пробе) научение происходит за счет реализации других стратегий.

2.4. Навигационное научение в упрощенном лабиринте Морриса при постоянном и случайном положении платформы

h

Упрощенный лабиринт Морриса представлял собой циркулярный (диаметр 75 см) или прямоугольный (75x50 см) бассейн. Обучение проводили по модифицированной процедуре (см. раздел 2,3) в одном сеансе из б проб. Через 48 ч проводили второй сеанс (тест ira сохранение информации). Первая ipynna животных (п ~ 10) обучалась в условиях постоянного положения платформы и постоянного места погружеппя в бассейн. Для второй группы (п - 17) положение платформы н место ио1ружения случайно варьировались от пробы к пробе. В связи с тем, различий между, группами, обучаемыми. в. циркулярном и прямоугольном бассейнах , не наблюдались (данные не приводятся) данные были объединены.

4 Как при постоянном, так и при случайном положении платформы наблюдалось очень быстрое научение (фактически с одной пробы) и дальнейшее сокращение времени решения задачи через 48 ч (рис. 7), При этом по сравнению с обучением в стандартном лабиринте были обнаружены следующие отличия. Во-первых, крысы находили скрытую платформу значительно быстрее. Во-вторых, различия в динамике научения между двумя группами были выражены в значительно меньшей степени (значимые различия средних значений латентных периодов между группами - наблюдались только в пятой и шестой пробах первого сеанса, р<0.05)>~^ ' \ '

Таким образом, при упрощении задачи за счет уменьшения диаметра бассейна как пространственная, тек4 и непростраяственная стратегии, используемые животными в зависимости от условий обучения, обеспечивают практически одинаково успешное решение задачи, ,

Рис. 7, Навигационное науче-ние в упрогаепвом лабиринте Морриса при постоянном неслучайном положении плот-формы.

Обозначения такие же, как на рис.2, -,

3. Влияние блокады синтеза белка в ЦНС на формирование долговременной памяти при обучении в стандартном н упрощенном лабирицгщ Морриса и тесте «выученного выпрыгивании ш воды»

3.1. Влияние блокады синтеза белка в течение одного часа после обучения на формирование долговременной памяти

Предварительные исследования показали, что двустороннее внутрижелудочковое введение циклогсхснмида в дозе 100 мкг/15-25 мкл/канюдя за 1-3 ч до научения не нарушает формирование долговременной памяти ни в тесте «выученного выпрыгивания из воды», ни при обучении в стандартном лабиринте Морриса (данные не пригодятся).

В связи с этич, в данной серии экспериментов мы исследовали оливине инъекции вдвое большей.дозы щгтибиотика (200 мм/25 мкл/канюля) за 3 ч до обучен и». Здесь и далее в контроле вводили эквивалентный обьем юотонического раствора ХаС1. При таком режиме введения подавление синтеза белка в головном и снинном мо1ге превышало 90 % в течение как минимум одного часа после обучения (см. ряс.1),

3,1.1. Обучение 'в стандартной ятУчо» лабиринте Морриса —

Обучение проводили в одном сеансе нз 6 проб по разработкой нами модификации процедуры (см. раздел 2.3.) при постоянном положении пла: формы. Через 4Я ч сеанс потч пряли (тест на сохранение следов памяти). В контроле (п= 13) в первом сеансе наблюдалась типичная динамика научения. В сеансе сохранения происходило дальнейшее сокращение времени, нахождения платформы (различия между первым н вторым сеансом в 1-й пробе статистически1 значимы при р<0.0001, во2-П, 4-й, 6*а пробах - при р<0,01, в 3-Й и 5-Й кробгх -при {гф.05, рис, 8 А). Следует отметить, что в этой группе по сравнению с шглистными животными (см', рнс.б) соответствующие средние значения латентных периодов в первых четырех пробах сеанса обучения и первой пробе сеанса сохранения были значимо выше. Дополнительные исследования на канюлнрованпых животных без введения физиологического раствора-' показали, что, скорее всею, этот факт связан только с травматическим действием самой процедуры вживления канюль (данные не приводятся).

В опытной группе (п «= 11) в первом сеансе по мере повторения проб время-решения задачи также сокращалось (различия между 1-й и 6-П пробами статистически значимы при р<0.001), Однако, в оглнчие от контроля, в сеансе сохранения'значимых различий значений латентных периодов по сравнению с сеансом обучения не наблюдалось (рис. 8 Б).

Ряс. я, Плианнг блокады еннгт бстгз ■■ в 1ШС в течение одною часа после обучения в стандартно* лабиринте Морриса на общение (светлые кружки) и сохранение информации через 48 ч (темные крутки). А -контроль. Б—опыт.

Но оси ординат — латешиый период решения задачи (среднее * стандартная ошибка). По оси абсцисс — номера проб.

Пояснения в тексте.

Номр тфобы

Таким образом, при обучении поиску невидимой платформы в стандартном лабиринте Морриса практически полное подавление синтеза белка в 1ЩС в течение одного часа после обучения грубо нарушала формирование долговременной памяти, не влияя нз процесс научения.

$ I 2. Общение « уузтиеннпч лабиринтеМогчжса

Обучение проводили в уменьшенном прямоугольном лабиринте Морриса по модифицированной процедуре (см. раздел 2.4.) при постоянном положении платформы.

Как в контрольной (п = 10), так и в экспериментальной (п - 5) группе научение и выполнение теста на сохранение пе отличались от таковых у тщетных животных (рис, 9).

Ï"

f^ w

V"

й 40 те в

— —О— соя —tos суаучнла к CÜX^KHOÍHJ

А

-s-Ù— -fi.

1 а S ^4 -i— S —-—т-- а

Рис. 9. Влияние блокалы синтеза белка 'в ЦНСв течение одною часа после обучения в упрощенном лабпрянте Моррнеа на обучение (светлые кружки) и сохранение информации через 48 ч (темные кружки). Л — контроль, Б - опыт. Обозначения такие же, как на рис. 8. Пояснения в тексте.

Таким образом, при "упрощении задачи в лабиринте Морриса за счет уменьшения размеров бассейна блокада синтеза белка' в течение одного часа после обучения перестает воздействовать на проиесс формирования долговременной памяти и, как следствие, не вызывает амнезии.

3 1.1. »Выученное выкттттие из воды».

В контроле (n ~ 14) в первой пробе (обучение) крысы после помещения в бак с водой вскоре доставали дно задними лапами и пригашали вертикальное положение. Вслед за этим они начинали сканировать стенки бака, предпринимали безуспешные попытки вылезти к иногда совершали «холостые» прыжки вверх. Спустя некоторое время они решали задачу, выпрыгивая на «берег». Через 48 ч во второй пробе (тест на сохранение приобретенной информации) латентный период снижался более чем в три раза за счет значительного сокращения времени, занимаемого неэффективными движениями (ныряние, лазание вверх по гладким стенам и т.д.). Кроме того, дополнительные исследования показали, что во второй пробе скорость «конечного» прыжка, приводящего к решению задачи, возрастает в полтора-два раза (данные не приводятся). В первой пробе среднее значение времени решения задачи составляло 71.57 * 12.8 с, во второй пробе - 21.9 ± 3.0 с (различия статистически значимы при р<0.001, рис. 10 А). В опытной груп::с (п 11) в первой пробе латентный период составлял 87,18 ± 18,58, во второй пробе — 31,6 i 13,32 (различия статистически значимы при р<0.05, рис. 10 Б). Между группами значимых различий не наблюдалось. Следует также отметить, что по сравнению с интактными

животными (Подольский, 1996, 1997) как в контрольной, так и в экспериментальной группе значимых различий также не наблюдалось.

о

Рис. 10, Влияние блокады сшггеза Белка в ЦНС в течение одною часа после обучения на формирование долгоареыенной двигательной памяти в тссте «выученного выпрыгивания из воды».

Заштрихованные столбцы - латентный период в пробе обучения, светлые столбцы - в пробе сохранения (среднее значение ± стзндзрття ошибка). А'~ контрод ь, Е- опыт. Пояснения в тексте.

Таким образом, в тесте «выученного выпрыгивания из воды» блокада синтеза белка в ЦНС в течение как минимум одного часа после обучения не влияла на выработку двигательного навыка и не нарушала сохранения приобретенной информации через 48 ч.

£2. Влияние блокады сшшта белка в течение десяти часов после обучения на формирееание долговременной памяти

В этой серии экспериментов исследовали влияние пролонгированного подавления синтеза белка, достигаемого за счет двукратного введения цикжм-ексимияа (первое введение (за 3 ч до обучения) - 200 mkt/2S mail канюля, второе введение (через 7 ч после первого) - 100 мкг/10 мкл/канюдя). При таком режиме введения подавление синтеза белка в ЦНС превышало 75% в течение как минимум 10 ч после обучения (см. табл. 4). Данная доза антибиотика является крайне токсичной, поскольку в течение первых суток после второго введения гибло около 40% животных.

3.2.1. Обучение к упрошенном .юбиринте Морриса

В контроле (п = 8) в первом сеансе крысы с двух проб научались находить невидимую платформу (различия средних значений латентных периодов между первой пробой и третьей -шестой пробами статистически значимы при р<0.05). Во втором сеансе наблюдалось дальнейшее сокращение времени решения задачи (рис, 11 А).

В экспериментальной группе (п - 8) у пяти крыс двукратное введение циклогексимнда приводило к нарушению сохранения информации (рис. II Б). У трех крыс амнезии не наблюдалось (рис. 11 В). В связи с этим данные по каждой подгруппе представлены отдельно. Необходимо отметать, что после введения циклогексимнда крысы решали задачу медленнее, чем в контроле.

4 В

Рис. И. Влияние длительного подавления синтеза белка в ЦНС на обучение (светлые кружки) и сохранение информации через 48 ч (темные кружки) в упрощенном лабиринте Морриса. А — контроль, Б — подгруппа, в которой наблюдалась амнезия, В - подгруппа, в которой нарушений памяти не было. Обозначения такие же, как на рис, 8. Пояснения в тексте.

Таким образом, введение максимальной дозы

циклогесксимида, вызывающей длительное глубокое подавление синтеза белка в ЦНС (не менее 95% в течение первого часа после обучения и не менее 75% в течение следующих девяти часов) нарушило формирование долговременной памяти в упрощенном лабиринте Морриса только у части животных.

но ■ сшсхгздевд

I в —сеанс еэзфзнсяих

но -

)»-

100

£0 ■ «-

п

I

Г

3 «

32.1, «Выученное выпрыгивание из в^ды»

В первой серии экспериментов пробу сохранения проводили через 48 ч после обучения (в контроле п - 15, в опыте п = 9), во второй серии сохранение памяти проверяли через 14 дней (в контроле п = 11, в опыте л = 7). В обеих сериях как в контрольной, так и в

экспериментальной rpjniie во второй пробе вргчя решения задачи Сило в iptt-чсшре paja меньше, чем впервой (различия (патетически значимы при р<0.05, рис. 12 А, Б).

2

£ а

ъ Í3 Í

ï ÍJ

I ••

п

Рпс. 11, Влияние дин ель наго., г.одавлекш синсем Се.-.^а в ЦНС в ' течение 10 ч лосле (Лучении на формирование * ^дшгее реме иной дзнгакльной тчяти ~ в тесте <1В1Л) ч<мкого еыггрь:( молнии и 1 р-олы». А — при проверке сохранении мере 1 4И ч, П - при проверче сочранении через 14 дней, 1 -юнгроль. 2 - спн(. Заинричсеанние етолОци - .мголкый период в пробе обучени«, сеемые с»ол5иы - в пробе сохранен«« (средисе значение ± етанл^р^млч ошибнаУ По»снени« в текс1е.

Таким образом, даже такое крайне -лестное воздействие не нарушало формирование

долговременной двигательной памяти в тесте. - «выученного выпрыгивания из воды» ни у одного " из жиьоших как через 48 ч, так и через 14 суток после обучения.

4. НеПротокснческое действие максимальных ло» ииклогексимкла

Двустороннее введение циклогсксимида в боковые желудочки мола в дозе 200 мкг/25 мкл/канюля, вызвавшей в naianx предыдущих экспериментах нарушение формирования долговременной памяти в стандартном лабиринте Морриса, приводит к детрадации хромашка клеток мозжечка, которая наблюдалась через 4 ч после инъекции (рис. 13). Предварительные исследования показывают, что аналогичные эффекты ингибитора наблюдаются также в гиппокампе и неокортексе.

Рис. 13. Деградация хрочс^очноП ДНК л кле)ка\ мошечка ч:рсз 4 ч после двустороннего введение нимсгексимида в боковые желудочки в дозеЮО мкг/25 ыкл.'канюли. Пример электро^ереграччы.

Слева направо: треки 1-2 - ДНК обращен» двуч животных контрольной группы; треки 3-4- ДНК образцов дву-к животныч э« периченталы гой группы.

Эти дашше позволяют предположить, чю эффекты высоки* доз циклогексимида могут быть в определенной степени связаны с гибелью нейронов и глии в структурах мозга, принимающих участие в записи информации. Возможно, именно поэтому дтя нарушения формирования определенных видов долговременной намят

большинство авторов вынуждены применять ингибиторы синтеза белка в максимальных дозах.

' Заключение. Главный результат named работы состоит в том, что блокада синтеза 1 белха в ЦНС ае нарушает формирование некоторых видов долговременной памяти. Даже продотированное подавлен иечтрц обучении в упрощенном лабиринте Морриса вызывает 1 амнезию только у части животных, а в тесте «выученного выпрыгивания из воды» и вовсе не адняет на память, В то же время при обучении в стандартном лабиршпе Морриса, т.е. при > усложнении задачи за счет увеличения размеров бассейна, однократное введение максимальной -дозы циклогекеимида* вызывает амнезию у всех животных. Эти факты показывают, что действие ингибиторов синтеза белка на формирование долговременной памяти зависит от тина и сложности поведенческого теста, решаемого животным.

Результаты приведенной работы параду с данными других авторов (De Zazzo & TuUy, 1995; Laudein et al., 1986; Shoel & Agranoff, 1972; Wesienberg et al., 1998) показывают, что формирование некоторых простых форм долговременной памяти может протекать без активации рнбосомального трансляционного аппарата нейронов в течение многих часов. Соответственно, чувствительность формирования различных видов долговременной памяти к блокаде синтеза белха может существенно отличаться. Кроме того, обнаруженная нами нейротоксичность максимальных доз пиклогехеимида, позволяет сделать предположение о том, что влияние ингибиторов синтеза белка на формирование долговременной памяти может быть в определенной степени связано с гибелью клеток головного мозга, а не с подавлением синтеза белка как таковым. ^ '"""

На основании вышесказанного мы можем сделать заключение о том, что ингибиторы синтеза белка не являются универсальным инструментом для исследования молгкудярно-клеточных механизмов формирования всех видов долговременной памяти.

Следует отметить, что ранее была показана чрезвычайная устойчивость консолидации двигательной долговременной памяти в тесте «выученного выпрыгивания из воды» к таким классическим амнестическим воздействиям, как элекгроконвуяьсивиый шок, блокада М-холивергичесхих, NMDA- и дофаминовых рецепторов, применённым сразу же после научения (Подольский, 1996,1997). В совокупности с полученными в нашей работе данными эти факты позволяют предположить, что формирование этой формы долговременной двигательной памяти может иметь уникальные механизмы. Несомненно, изучение этого вопроса требует дальнейшего пристального внимания.

ныводы

В ходе систематических исследований нами установлены дозы пиклогексишш. вызывающие максимально возможное подавление синтеза белка в головном и спинном мозге при двусторонних введениях в Соковые желудочки.

Влияние ингибиторов синтеза белка на формирование долговременной памяти ззьискт от типа и сложности поведенческой задачи. Так, долговременная двшагельная память в тесте «выученного выпрыгивания из поды» отличается чрезвычайной устойчивостью к длительной блокаде синтеза белка о ЦНС, вызванной двукратным введением циклогексимида, тогда как формирование долговременной пространственной нами 111 при обучении в стандартном лабиринте Морриса полностью нарушается однократным введен нем ингибитора.

Формирование двигательной долговременной памяти в 'тесте «выученного выпрыгивания из воды» может протекать - без активации рибосомального трансляционного аппарата нейронов в течение как минимум 10 ч после научения.

Впервые показано, что цнклогекснмид' в дозе 400 мкг/мозг вызывает гибель клеток головного мозга через 4 ч после введения.

Ингибиторы синтеза белка не являются универсальными инструментами для исследования формирования всех типов долговременной памяти.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Щеглов II.В., Кондратьева Е.В., Подольский ИЛ., Количественный анализ подавления синтеза С елка в головном и спинном мозге при центральном введении циклогексимида. I [ейрохимия, 2001, т. 18, М 3,200-205

2. Подольский ПЛ., Кондратьева Е.В., Щеглов И.В., Думпис МЛ., Пиотровский Л.Б. Лдд}тсг фуллерена Cw с поливинилшфролцаоном предупреждает нарушение формирования долговременной памяти, Физика твердого тела, 2002, т. 44, вып. 3,552-553

3. Подльский ИЛ,, Щеглов И.В, Влияние подавления сшпеза белка на формирование долговременной памяти при решении некоторых поведенческих задач. Журн. Вьгсш.Нерви, Деяг, 2004,т.1 (впечзта)

4. Ьрусенцс» Л.Е„ Щеглов И.В., Подольский ИЛ. Влияние блокады NMDA рецепторов и подавления синтеза белка на консолидацию долговременной памяти у крце. Тезисы пленарных докладов н стендовых сообщений V Всероссийской школы молодых учЕных ■ «Лктуитьные проблемы иейробпазоша». Казань. 1998,32-33

5. Подольский И.Я., Брусенцев А.Е., Щеглов И.В., Морозов Ю.В. Влияние блокады М-холииергических, NMDA- л дофамнозых рецепторов, электрошока и подавления синтеза

. белка в стризтуме па консолидацию двигательной памяти в экстремальной ситуации у крыс. Тезисы докладов 17 съезда Всероссийского Физпологичсского Общества им. Н.П, Павлова. Росгов-па-Дону. 1998,119

6. Подольский И.Я., Щеглов И.В,, Брусенцев А.Е., Белецкий И.П. Фармакологический анализ процедурной и декларативной памяти. Тезисы Всероссийской конференции с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической фэрмаколопш». Санкт-Петербург. 1999,164-165

7. Подольский ИЛ., Щеглов П.В., Кондратьева Е.В., Круковская МЛ., Салошш Д.В. О возможности сверхбыстрой консолидации 'долговременной процедурной памяти у животных. Тезисы XXX совещания ио проблемам выстпсй нервной деятельности. Санкт-llerepGjpr. 2000,350-353

8. Щеглов И.В., Круковская М.Л., Салотт Д.В., Кондратьева Е.В. Устойчивость консолидации простых форм процедурной памяти к подавлению синтеза белка в ЦНС. Тезисы цжолы-копферетгак «Горизонты физико-химической биологии». - Пущино. 2000,157-158

9. Щеглов И.В., Кондратьева Е.В., Круковская МЛ., Подольский ИЛ. Глубокое подавление синтеза белка в ЦНС ие вызывает нарушений консолидации долюоременной прцед)рной памяти у крыс. Тезисы VII Всероссийской школы молодых ученых «Актуальные проблемы нейробиолонш». Казань. 2000,104-105

10. Podolski r.Ya-, Kondiatjcva E,V„ Scheglov I.V., Durapis M.L., The effect of fiillerene C60 comp]exed with poty-(N-vinyl-pyrrolidone) on the navi&uion leantms and spatial amnesia in rats. 5* Biennial international workshop «FuHerenes and atomic clusters». St-Petcnbuig. 2001,344

11. Щеглов ПЛ., Подольский НЛ. Анализ тактики навигационного научения. Тезисы докладов 18 съезда Всероссийского Физиологического Общества им, И.П, Павлова. Казань. 2001,284

12. Подольский ИЛ., Щеглов И.В. Формировать дан «времен ной процедурной памяти при подавлении синтеза белка.// Труды конференции «От современной фундаментальной бнолопп! к новым наукоемким технологиям». Пугашо. 2002,113

13. Щеглов Н,В. Влияние подавления синтеза бедка на формирование долговременной намяти; клеточная тибель как один m возможных механизмов нарушения намяти при действии цихлогекеичнда. Тезисы Международной гонференгсии ^Фундаментальные и клинические аспекты интетративной деятельности мозга». Москва, 251 -252

Принято к исполнению 29/09/2003 Исполнено 29/09/2003

Заказ № 368 Тираж: 100 экз.

ООО «НАКРА ПРИНТ» ИНН 7727185283 Москва, Балаклавский пр-т, 20-2-93 (095)318-40-68 www. autoreferatni