Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние модуляции опиоидной системы мозга факторами различной природы на высшую нервную деятельность крыс Вистар

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние модуляции опиоидной системы мозга факторами различной природы на высшую нервную деятельность крыс Вистар"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

• БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

. сч)

На правах рукописи УДК: 612.821.6+577.3

ЕЩЕНКО ОКСАНА ВИКТОРОВНА

Влияние модуляции опиоидной системы мозга факторами различной природы на высшую нервную деятельность крыс Вистар.

(03.00.13 - физиология человека и животных)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1998

Работа выполнена на кафедре физиологии высшей нервной деятельности человека и животных Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (зав. кафедрой -проф. В.В. Шульговский).

Научный руководитель: кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Никольская К.А.

Официальные оппоненты', доктор фармакологических наук Трофимов С.С.

кандидат биологических наук Хоничева Н.М.

Ведущее учреждение - Институт нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН

Защита диссертации состоится 7 декабря 1998 года на заседании специализированного Ученого Совета Д.0.53.05.35 Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (119899, Москва, Воробьевы горы, МГУ, Биологический факультет).

Автореферат разослан 5 ноября 1998 года.

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

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

Умарова Б.А.

Общая характеристика работы

ктуальность темы. Последние десятилетия ознаменованы значительным расширением гформационной сферы жизни человека в связи с бурной компьютеризацией современного зщества. По мнению многих исследователей (Хананашвили, 1978; Айрапетянц, 1982), -рессогенные факторы, в том числе и информационные перегрузки, являются источником пличных заболеваний и психических расстройств. -В связи с этим, в терапевтической рактике большую популярность приобрели пептидные препараты, которые посредством одуляции эндогенных регуляторных систем оказывают облегчающее влияние на ентальные процессы и в ряде случаев позволяют компенсировать состояние дформациониого стресса или нарушение некоторых психических функций. Хорошо звестна роль опиоидной системы во многих физиологических процессах (роста и развития, :рморегуляции, болевой чувствительности, локомоторной активности), в формировании отивационного состояния и в осуществлении разнообразных форм инстинктивного оведения (пищевое, половое, социальное, агрессия). Существуют многочисленные зидетельства об участии опиоидной системы в осуществлении таких психических функции 1К память, внимание, обучение (Akil, et all, 1984; Ашмарин, Кругликов, 1983). В последнее ремя получены данные об электромагнитной модуляции эндогенной опиоидной системы Cavaliers, Ossenkopp, 1991) и высказана гипотеза о том, что опиоидная система опосредует |)фекты действия магнитных полей (МП) на организм (Lai, 1994; Prato et all 1995).

Важная роль магнитной составляющей в процессах жизнедеятельности живой системы настоящее время является бесспорной на всех уровнях ее организации - от физиолого-иохимического до целостного (Пресман, 1968; Казначеев, 1985). Показано влияние МП на кспрессию генов и синтез белка, мембранный транспорт, процессы роста и развития, олевую чувствительность, а также на некоторые формы поведения и психические функции Яахнлышцкая, 1979; Холодов, 1979; Wiltschko, 1995; Thomas, 1997). Позитивные эффекты ействия МП на организм послужили основанием для активного внедрения методов ¡агнитотерапии в клиническую практику (Sandyk, 1992; Ossenkopp, Kavaliers, 1988-89). )днако, в магиитобиологии имеется немало свидетельств и о негативном влиянии [агнитных полей, в частности, на психо-эмоциональную сферу человека (Холодов, 1979). В вязи с растущим применением электронных приборов и микроволновых технологий сследования, направленные на оценку биологического действия искусственно создаваемых олей, в последнее время приобретают все большее значение. Согласно данным литературы, лектромагнитный фон среды обитания современного человека в сотни и тысячи раз искажен

по сравнению с естественным (Аёеу, 1992).

Анализ литературы, посвященной изучению влияний опиоидов и магнитного факто; на ВНД животных, выявил, что несмотря на разнообразие подходов и поведенчесю моделей, общая картина данных до настоящего времени остается весьма противоречивой. I наш взгляд, главным образом, это связано с тем, что большинство используемь исследователями моделей от простых, позволяющих наблюдать элементарные проявлен! ВНД, до достаточно сложных, требующих проявления высших форм условнорефлекторнс (УР) деятельности, основаны на оценке механизмов, реализующих поведение, но не е] обусловливающих. Вместе с тем, в рамках условнорефлекторной теории предпринимали! попытки оценки УР деятельности животных по первым проявлениям условного рефлекса его закреплению в поведении (Воронин, 1953).

Изучение закономерностей сложных форм УР деятельности делает необходимы разработку новых методологических подходов для анализа поведения. Важная ро; объективной оценки влияния различных воздействий на ВНД животных очевидна д 1 интерпретации экспериментальных результатов и их экстраполяции на исихическу деятельность человека в доклинических исследованиях.

Основные задачи исследования. Цель настоящего исследования состояла в изучени влияния модуляции опиоидной системы факторами различной природы фармакологической (введение опиоида) и физической (экспозиция в слабом неоднородно магнитном поле) - на формирование пищедобывательного поведения в условиях свободног выбора в многоальтернативной среде у крыс Вистар. Задачами работы явилось изучение: ] закономерностей протекания УР деятельности в зависимости от типологически особенностей ВНД; 2) влияния предварительного 5-ти кратного введения малых (50 мкг/кг) больших (150 мкг/кг) доз аналога дерморфина на УР деятельность и свойства ВНД; 2 влияния слабых искажений (до 300 мкТл) внешнего МП на обучение и свойства ВНД. Научная новизна. В популяции крыс Вистар выделены и количественно описаны два тип обучения («экспоненциальный» и «логистический»), установлена корреляция этих типов характером протекания УР деятельности и основными свойствами ВНД. Выявлен закономерность: чем выше была скорость формирования 4-звенной структуры двигательног навыка, тем медленнее осуществлялось закрепление условного рефлекса. Показан облегчающее действие малых доз (50 мкг/кг) аналога дерморфина, состоявшее интенсификации УР деятельности у исходно не обучавшихся крыс за счет усилени возбудительного процесса. У крыс с исходно хорошими возбудительно-тормозным.

^отношениями обнаруживалось негативное действие препарата, связанное с возникавшим «соответствием между высокой скоростью переработки информации и возможностями (еханнзмов, реализующих сформированную структуру УР ответа. Выявлена важная роль (агнитного фактора (параметров внешнего МП) в формировании мотивационного остояния. Впервые экспериментально показана возможность облегчения процесса ереработки информации фактором физической природы.

1аучш>-практическая значимость. Модель сложного оперантного научения в условиях вободного выбора может быть использована для изучения индивидуальных особенностей 1НД в норме и при различных воздействиях. Разработаны критерии для характеристики сновных свойств ВНД (силы возбудительного и тормозного процессов, их равновешенности и динамической устойчивости нервных процессов) в пределах одной оведенческой модели. Использованный в работе информационный анализ поведения с лементами психолингвистики и семиотики позволяет разграничивать и количественно ценивать обусловливающие и реализующие механизмы УР деятельности. Возможность одуляции ВНД магнитным полем дает основание для поиска способа коррекции различных атологических состояний не традиционным биохимическим путем, а посредством ринципиально иного физического механизма.

пробация работы. Материалы диссертации доложены в лаборатории "Молекулярные еханизмы памяти" НИИ нормальной физиологии РАМН, Москва, 1996; на заседании (агнитобиологического общества, НИИ ВНД, Москва, 1997; 3-м Международном конгрессе вропейской Ассоциации по Биоэлектромагнитизму (ЕВЕА), Нанси, 1996; Всероссийской энференции "Физические проблемы экологии", Москва, 1997; 2-м Всемирном Конгрессе Электричество и магнетизм в биологии и медицине", Болонья, 1997; Всероссийской энференции "Изменчивость поведения животных", Борок, 1997; Международном шпозиуме "Магнитные поля: последние достижения в диагностике и терапии", Лондон, нтарио, 1997. Диссертация апробирована на заседании кафедры ВНД Биологического акультета МГУ им. Ломоносова. По материалам диссертации опубликовано 15 работ.

труктура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, шсания материалов и методов, изложения результатов экспериментов, обсуждения, .шодов и списка литературы. Диссертация изложена на/Лстраницах, содержит /<?рисунков //таблиц. Список цитированной литературы включает ЗС9 источника.

Материалы н методы

Работа выполнена на 140 крысах самцах линии Вистар с исходным весом 200г. Дг обучения была использована модель формирования циклического пищедобывательног поведения (Никольская, 1974) в многоальтернативном лабиринте. Животное предоставлялась возможность сформировать адаптивное поведение в соответствии с следующим принципом: если после подкрепления в лабиринте самопроизвольно выходить свободное поле, то при повторном входе в лабиринт в двух из четырех кормушек всег/ будет новая порция пищи. Основные особенности данной модели заключись в следующе} 1) обучение проводилось по методике свободного выбора, 'т.е. без предварительно адаптации к экспериментальной обстановке, использования фазических условных стимуле и активного участия экспериментатора; 2) исходно предъявлялся полный объем информаци о задаче; 3) задача не могла быть решена животным оперативно (за одну попытку поскольку уровень прагматической неопределенности среды (Н=57,8 по Шеннону, 196.' превышал возможности оперативной памяти крыс. Опыты длительностью 13 ми проводились ежедневно в течение 20-25 дней, пищевая депривация составляла 22 ч. Крыс содержались в группах из 10 особей.

В процессе обучения регистрировали следующие показатели: число попыток (заходов лабиринт), подкреплений, ошибок (заглядываний в кормушку после подкрепления), дпиг двигательного решения (число пройденных отсеков в лабиринте), время выполнена попытки, скорость перемещения и др. Также анализировали 24 безусловнорефлекторнь реакции, среди которых выделяли ориентировочные (Э), ориентационные (О), груминг (V/ пассивные (2.) и активные стрессовые (М), невротические (И), смещенные (Е) двигательную заторможенность (О). Высчитывались интегральные показатели поведени. отражавшие его мотивационный компонент (Мп), моторную эффективность (Эп) и уровег организованности (Оп) по отношению к задаче. Экспериментальные данные соотносились таковыми у идеального автомата - максимально организованной в данной среде живс системы, которому присваивались предельные эмпирические значения. Для подсчет использовались следующие формулы:

Мп=(№Д/№,а + Рр,№р,а + РВхккЛ/Рвхкк,а)/3,

Эп=(ЬА,!/1А,а+ТМ/Т1,а+Риса,1/Риса,а)/3

Оп=(Ьгип,1/Ьгип,а + [КРрр/№],а/[КРрр/№]Л + РттД/Ртт,а)/3, где

N1 - число выполнений, Рр - доля подкреплений, Рв*кк- условная вероятность выполнения 2-звенн< последовательности В.х—>КГ->К2, ЬА - локомоторная активность, "П - время выполнения, Риса - до. безусловнорефлекторных реакций, Ьгип - длина непрерывного пробега, Иррр/№ - частота ошибок, Ртт - до. минимизированных решений.

Специально разработанный анализ с привлечением основных положений психолингвистики и семиотики использовался для количественной оценки УР деятельности. Для подсчета порога случайной величины использовался метод Монте-Карло, адаптированный для биологических исследований (Dayhoff, 1982). Данные анализировались в соответствии с тремя критериями. Критерий 1 выявлял первое проявление в поведении признаков УР деятельности, когда вероятность реализации звеньев условного рефлекса вдвое превышала случайную величину (Р>0,34). С помощью других двух критериев оценивался процесс закрепления условного рефлекса, т.е. момент перехода к устойчивой реализации элементов и целостной структуры условного рефлекса в каждом опыте (критерий 2) и с тервой попытки (критерий 3). Подсчитывало» число проб (Nn) и опытов (N0), тотребовавшихся животным для выполнения условий каждого из критериев. Интенсивность УР процесса вычислялась по формуле: H=100/Nn*No.

Для характеристики основных свойств ВИД (сила возбудительного и тормозного 1роцессов, их уравновешенность, динамическая устойчивость и пластичность) ^пользовались классические определения этих понятий И.П. Павлова, JI.A. Орбели, Э.А. \сратяна. Количественная оценка основывалась на различных условно- и ¡езусловнорефлекторных показателях, регистрируемых в процессе обучения и результатах яециально проведенных тестов на внешнее торможение, преграду и переделку.

Работа состояла из трех серий экспериментов. В первой серии (контроль, п=60) штактные крысы обучались на фоне естественного и однородного МП (В=37±2 мкТл). Во торой серии крысам до обучения в течение 5-ти дней внутримышечно вводился аналог [ерморфина - опилонг (H-Tyr-D-Ala-Phe-D-Ala-Tyr-Pro-Ser-NH-CHj) - в дозах 50 мкг/кг п=30) и 150 мкг/кг (п=20), в объеме 0,5 мл. Контрольным животным ("активный" контроль, [=10) вводили физиологический раствор в том же объеме. В третьей серии экспериментов п=30) обучение проводили на фоне слабых искажений внешнего МП, создававшихся тремя остоянными магнитами, расположенными на расстоянии 5 см от пола экспериментальной амеры, В=185±120 мкТл.

Регистрация и первичный анализ данных осуществлялись с помощью авторской рограммы Labyrinth (Осипов А.И., Никольская К.А.). Статистическая обработка выполнена программе Statistics for Windows.

Результаты исследования

Особенности ВИД крыс Вистар е норме. Как было показано ранее (Никольская и др., 1995), популяция крыс Вистар неоднородна по характеру обучения в многоальтернативной среде в условиях свободного выбора. У 10% крыс (I тип) кривая обучения соответствовала экспоненциальной функции y=A-Bxe("tx); г=+0,65. Особенностями крыс I типа были быстрое разворачивание исследовательского поведения, определявшееся по числу совершенных операций с подкрепляющими кормушками (Pp+RFpp/Nt=6,9±2,3), высокая локомоторная активность (28,7±9,1отсеков/мин) и слабая выраженность рефлекса осторожности (Pz-0,01±0,005). У 30% популяции (И тип) кривая обучения описывалась логистической функцией регрессии у=А+В/{1+е('кх+с)}; г=0,58. Крысы И типа отличались хорошо выраженным рефлексом осторожности (Pz=0,38), в связи с чем исследовательское поведение у них разворачивалось более медленно на фоне низкой локомоторной активности (17,б±2,2 отсеков/мин). 60% крыс в предложенных методических условиях не формировало пищедобывательного поведения (III тип); их кривая обучения описывалась периодической функцией y=A+Bxsin{(360/r)xx}+Cxcos{(360/r)xx}; г=+0,61; пренебрегая малыми значениями коэффициентов В и С - прямой (у=А). Характерной особенностью этих крыс являлось проявление рефлекса осторожности в своей крайней форме в виде глубокой и длительной (11,3±1,9 мин/опыт) двигательной заторможенности. Навык крыс III типа соответствовал элементарному пищевому условному рефлексу побежки к кормушке.

Обучение у всех крыс начиналось с высоковероятной (Р=0,82±0,11) реализации двигательной последовательности Вход->Кормушка-»-Выход (Вх—>К->Вых), что соответствовало 2-му и 4-му звеньям условного рефлекса. Формирование новой структуры поведения начиналось после выделения возможности подкрепления в двух кормушках в пределах одной попытки, т.е. после образования условной связи Ki->Ka (3-е звено задачи). Важно отметить, что первое проявление 3-звенного условного рефлекса в виде неслучайного выполнения последовательности Bx->Ki-»K2-»Bbtx, наблюдалось у всех животных уже на ранних этапах обучения и основные различия состояли в скорости его закрепления, т.е. перехода к устойчивому воспроизведению двигательного навыка.

Анализ закономерностей протекания УР деятельности показал, что каждой выделенной подгруппе крыс соответствовал определенный тип обучения. «Экспоненциальный» тип (крысы I типа) характеризовался быстрым выделением ключевого 3-его звена задачи (К|-»К2) и мгновенной (в пределах одного опыта) интеграцией отдельных УР элементов в целостное решение, реализация которого удовлетворяла критерию 1 (первое проявление

шовного рефлекса, табл.1). Основное время обучения занимал этап закрепления новой -руктуры поведения (критерии 2 и 3, табл.1).

Таблица 1. Динамика формирования условного рефлекса у крыс I типа.

критерии \ опыты 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 Р>0,34 № ВхК|К2 ВхК.КгВых -

2 Р>0,34 в каждом опыте к,к2 ВхК,К, ВхК,К;Вых

3 Р>0,34 в каждом опыте с первой попытки К1К2 неустойчиво ВхК|К2 неустойчиво ВхК,К%Вых неустойчиво

Количественные характеристики свидетельствовали, что для «сборки» целостного ешения крысам I типа потребовалось 57,2±12,3 проб в течение 1,5±0,3 опытов, [нтенсивность этого УР процесса оказывалась максимальной в популяции (И1=1,1±0,42). •днако, структура целостного решения начинала устойчиво воспроизводиться в поведении ишь с б-го опыта (табл.!), тогда как отдельные фрагменты решения высоковероятно еализовывались сразу после образования соответствующих условных связей (табл.1), [есмотря на легкость воспроизведения 2-звенной последовательности Вх-»К|-»К2, для чего соответствии с критерием 2 потребовалось 13,0±1,4 проб и 0,5±0,3 опытов, присоединение -го звена задачи (Кг—>Вых) вызывало у крыс I типа определенные сложности (49,3±1б,2 [роб в течение 3,5±1,4 опытов). Реализация целостного решения с первой попытки была райне затруднена: для достижения условия критерия 3 потребовалось дополнительно 85,0±50,9 проб и в дальнейшем его выполнение было неустойчивым.

При относительно невысокой вероятности реализации 4-звенной структуры решения в [роцессе становления двигательного навыка, колебавшейся от Р=0,23 до Р=0,62, (ффективность УР поведения (частота заходов в лабиринт) возрастала пропорционально шслу опытов. В среднем, приращение кривой обучения от опыта к опыту составляло \№=6,3±2,7. Как оказалось, эта особенность определялась тем, что большинство УР юказателей, отражавших моторный компонент поведения (число выполнений, скорость 1еремещения, длина непрерывного пробега, время выполнения) у крыс I типа достаточно 5ыстро достигали своих предельных значений (к 5-7-му опытам). ' Однако, (экспоненциальный» тип обучения сопровождался большим числом ошибок (2-5 повторных ¡аглядываний в кормушку в пределах одного выполнения), что негативно отражалось на (»спешности совершаемых действий, определявшейся по соотношению результативных и эшибочных действии (Русп=0,43). В связи с этим, уровень маршрутной минимизации

!

решения также был низким (Рмпч=0,47±0,12), а продолжительность безошибочного выполнения навыка составляла, в среднем, 5,5±1,4 попыток подряд в течение 2,б±0,7 мин Сформированный навык характеризовался высокой неустойчивостью (Куаи=0,22±0,17) и сопровождался сравнительно большим числом безусловных реакций (Рисл=0,24). Несмотря на внешне выраженные признаки быстрого обучения (по числу выполнений), организованность пищедобывательного поведения возрастала у крыс I типа медленно (Д=0,04) и ввиду неустойчивой реализации целостного решения достигала невысоких значений (0п=0,53). Анализ основных свойств ВНД показал, что для крыс I типа было характерно выраженное преобладание возбудительного процесса над тормозным (Св/Ст=5,0). Оценка свойств нервных процессов на фоне разворачивания УР деятельности выявила слабость внутреннего торможения (Сурт=0,38) и низкий уровень динамической устойчивости (Дин.Уст.=0,67±0,11), что сочеталось с высокой пластичностью поведения (Пласт.=0,43±0,15).

«Логистический» тип обучения (крысы II типа) характеризовался отставленным выделением ключевого 3-его звена задачи (К1К2) и последовательным формированием двигательного навыка путем наращивания звеньев (табл.2.). Отличительная особенность крыс II типа состояла в том, что образовавшаяся условная связь (критерий 1) сразу же высоковероятно воспроизводилась в последующих опытах (критерий 2). Процесс обучения завершался устойчивой реализацией 4-звенной структуры условного рефлекса с первой пробы (критерий 3).

Таблица 2. Динамика формирования условного рефлекса у крыс II типа.

критерии \ опыты 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

] Р>0,34 к,к2 ВхК,К2 ВхК,К2Вых

2 Р>0,34 в каждом опыте к,к2 ВхК,К2 ВхК,К2Вых

3 Р>0,34 в каждом опыте с первой попытки к,к2 ВхК|К2 ВхК|К2Вых

Количественный анализ показал, что более низкие, по сравнению с крысами I типа, значения интенсивности УР деятельности (Иц=0,78±0,28) у крыс II типа были обусловлены скоростью формирования 3-его звена задачи - перехода между кормушками (Икк=3,6±1,9). Несмотря на большую длительность процесса «сборки» целостного решения (ВхК^Вых) у крыс II типа (5,8±1,7 опытов вместо 2,5±0,7 опытов у крыс 1типа; р<0,01) крысам I и II типов для этого потребовалось одинаковое число проб (34,0±4,2 и 28,4±6,3 проб, соответственно). Существенным отличием крыс II типа являлось то, что сформированная 3-звенная

последовательность действий сразу же устойчиво реализовывалась в поведении (критерий 2). Кроме того, переход к реализации 4-звенной структуры решения с первой пробы (критерий 3) у крыс II типа осуществлялся достаточно легко, так как для этого потребовалось дополнительно 91,1±11,7 проб по сравнению с 231,4±23,8 проб у крыс I типа; р<0,01). Момент перехода к устойчивому воспроизведению целостного решения с первой пробы сопровождался резким увеличением эффективности поведения по числу выполнений (Д№=12,5±3,6), обусловленным моторной активацией. В отличие от «экспоненциального» типа обучения, на этапе стабилизации организованность поведения у крыс, обучавшихся по «логистическому» типу, достигала более высоких значений (0п=0,79). Сформированный навык характеризовался высоким уровнем оптимизации (Рм1ы=0,9), стереотипии (Кула=0,12) я низкой долей безусловных проявлений (РисА=0,16). При оценке основных свойств ВНД эыло установлено, что крысы II типа характеризовались преобладанием тормозного процесса [Св.'Ст=0,1). Большая сила внутреннего торможения (Сурт=2,0) обусловливала успешность эбучения на фоне низкого уровня возбуждения (Сурв=0,2). Динамическая устойчивость и признаки инертности нервных процессов у крыс II типа (Дин.Уст.=0,9б±0,04) определяли :очетание высокой работоспособности (16,5±3,5 безошибочных выполнений подряд) и юмехоустойчивости (Дреакции=0,05) с низкой пластичностью поведения (Пласт.=0,22±0,08).

Крысы III типа, не сформировавшие пищедобывательное поведение, отличались исключительно низкой интенсивностью УР процессов (Ищ=0,36±0,12). Первое неслучайное проявление в поведении структуры полного решения обнаруживалось только в 13,1±2,6 зпытах (критерий 1) и ее воспроизведение было крайне неустойчивым, в результате чего УР гроцесс у этих животных оказывался незавершенным. Крысы III типа формировали лишь »леменгарный условный рефлекс побежки к одной или двум кормушкам. Для образования :вязи К1К2 (3-е звено) им потребовалось 16,4±10,8 проб в течение 7,8±5,7 опытов, а для ее скрепления (критерий 2) - дополнительно 9,8±4,4 проб и 5,2±1,7 опытов. Устойчивая эеализация более сложных 2-х и 3-звенных условных связей (ВхК|Кз и ВхК^Вых) у крыс II типа отсутствовала. Оценка основных свойств ВНД у крыс III типа выявила преобладание ¡хранительного торможения (Ст=11,9) в начале обучения. Низкий уровень 'словнорефлекторного возбуждения (Сурв=0,12) в сочетании со слабостью внутреннего "орможения (Сурт=0,15) обусловили невозможность реализации в поведении 4-звенной .•труктуры условного рефлекса.

Члияние малых доз оттопга па ВНД крыс Вистар. Введение физиологического раствора в •ечение 5-ти дней перед обучением усиливало проявление оборонительной компоненты

поведения у всех животных, что приводило к снижению доли обучившихся крыс до 20%. В первых опытах на фоне выраженного рефлекса осторожности (Рг=0,72±0,21) продолжительность двигательной активности не превышала 3,2±1,2 мин/опыт; признаки ориентировачно-исследовательского поведения, практически, отсутствовали. Процедура внешней стимуляции (заталкивание животного рукой в лабиринт) усиливала двигательную заторможенность и у 80% крыс не наблюдалось признаков УР деятельности. В связи с этим, в качестве основного контроля была выбрана группа интактных крыс.

Пятикратное введение аналога дерморфина - опилонга - в дозе 50 мкг/кг до обучения значительно увеличивало число крыс, сформировавших пищедобывательное поведение с 40% до 90%. Динамика обучения была сопоставима с таковой в норме, однако, соотношение «экспоненциального» (0п_500 и «логистического» (0п_50з) типов обучения в опытной группе было равным, в отличие от 1 : 3 контрольной. Сопоставление с I типом нормы показало, что при одинаковой длительности обучения (9-11 опытов) опиоид-индуцированным животным потребовалось достоверно меньше попыток (113,б±23,9 по сравнению с 248,5±3б,7 у крыс I типа) и ошибок (137,2±16,7 и 250,5±47,8). Напротив, опытные крысы с логистической кривой обучения «проигрывали» II типу по этим показателям (14,3±1,8 опытов, 155,1±26,3 попыток, 191±46,5 ошибок по сравнению с 10,5±0,8 опытов, 79±11,5 попыток, 139,3±21,9 ошибок, соответственно). Так же как и в контроле, экспоненциальный тип обучения (0п_50|) характеризовался хорошо выраженным моторным компонентом поведения при разворачивании УР деятельности. Однако, выявлялось несоответствие типа кривой обучения поведенческим характеристикам, установленным для интактных животных: по УР показателям крысы подгруппы 0п_50], несмотря на экспоненциальный характер кривой обучения, испытывали наибольшее сходство с крысами II типа, а значения УР показателей крыс подгруппы 0п_502 оказывались ниже, чем у крыс II типа. Анализ интегральных характеристик поведения у опытных крыс вьивил, что динамика мотивационного компонента, моторной эффективности, а также оценка их вклада в организованность поведения, в целом, соответствовали типу кривой обучения. Несмотря на это, организованность сформированного поведения у всех опиоид-индуцированных крыс (0п=0,47) была низкой, как и у крыс I типа в контроле (0п=0,53).

Несмотря на фенотипическое различие кривых обучения у опиоид-индуцированных животных (экспоненциальная и логистическая), характер протекания УР деятельности был сходным и соответствовал «экспоненциальному» типу. Об этом прежде всего свидетельствовали быстрое формирование 3-его звена задачи (Икк=12,1±4,8 и Икк=8,6±1,8 у

)n_50i и 0п_502, соответственно) и легкость интеграции отдельных звеньев задачи в труктуру полного решения. Таким образом, первое проявление условного рефлекса у 90% >пытных крыс наблюдалось уже в 1-3 опытах. Интенсивность процесса «сборки» решения у сех опиоид-индуцированных крыс достоверно превышала максимальные значения таковой норме у крыс I типа (И)=3,3±1,6 и Hi=l,2±0,2, соответственно).

Характерным признаком всех опытных животных, как и крыс I типа нормы, являлась [еустойчивость воспроизведения структуры целостного решения. При легкости реализации -звенной последовательности Вх->К|-»К2 присоединение 4-го звена (К2->Вых) [роисходило крайне медленно, что и определило длительность этапа закрепления условного >ефлекса. Количественный анализ показал, что переход от первого проявления условного ефлекса (критерий 1) к его устойчивой реализации в поведении (критерий 2) занимал, в реднем, 6,5±1,3 опытов и для этого потребовалось 51,3±19,4 и 27,3±12,5 проб для крыс :одгрупп 0n_50j и 0п_502, соответственно). Значения интенсивности этого процесса у всех пиоид-индуцированных крыс оказывались за пределами нижней границы нормы И2=0,34±0,11 по сравнению с И2=0,65±0,23 у крыс I типа). Еще большие трудности у пытных крыс вызывала реализация целостного решения с первой пробы (критерий 3), для его потребовалось дополнительно 352,7±60,1 и 97,8±22,4 проб для крыс подгрупп 0n_50i и )п_502, соответственно. Однако, выполнение условий данного критерия в последующих пытах, как и у крыс I типа, у всех опытных животных было неустойчивым.

Анализ основных свойств ВНД показал, что действие опиоида, главным образом, аключалось в увеличении силы возбудительного процесса, независимо от исходных ипологических особенностей. Следствием этого было ослабление силы охранительного орможения (Ст=1,2±0,6) и меньшая выраженность рефлекса осторожности (Pz=0,l 1±0,02), то коррелировало с более быстрым разворачиванием исследовательского поведения. 1зменение возбудительно-тормозных соотношений приводило к тому, что животные с ипологическими особенностями II типа приобретали черты крыс I типа (Cq/Ct=1,2), а крысы сходно III типа по данному признаку становились сравнимыми со II типом контроля "в/Ст=0,13). На этапе активного обучения у опиоид-индуцированных крыс подгруппы )п_50] большая сила возбудительного процесса (Сурв=3,5±0,7) сочеталась с также хорошо ыраженным внутренним торможением (Сурт=1,4±0,2). Характеристики нервных процессов пиоид-индуцированных крыс подгруппы 0п_502 были сопоставимы с таковыми у крыс III ипа, отличаясь, главным образом, большей силой внутреннего торможения (Сурт=0,3±0,1).

Таким образом, влияние малых доз опилонга на УР деятельность крыс было

неоднозначным и зависело от типологических особенностей ВНД. У всех опытны? животных увеличивалась интенсивность формирования структуры целостного решения благодаря чему первое проявление условного рефлекса наблюдалось уже на ранних этапах обучения. Позитивные эффекты введения опиоида проявлялись только у не обучавшихся крыс, так как повышенная возбудимость и снижение силы охранительного торможения приводили к возможности формирования у них пищедобывательного поведения. Изменение возбудительно-тормозных соотношений у исходно хорошо обучавшихся крыс I и П типа затрудняло устойчивую реализацию целостного решения, ввиду недостаточной силы внутреннего торможения.

Влияние больших доз опилопга на ВНД крыс Вистар. Предварительное 5-ти кратное введение препарата в дозе 150 мкг/кг приводило к уменьшению числа обучившихся особей до 20%. Кривая обучения, как у контрольных крыс II типа, носила логистический характер. Возбуждающий эффект больших доз опилонга был менее выражен, по сравнению с малыми дозами (50 мкг/кг), так как животные, сравнимые с крысами I типа, в опытной группе отсутствовали. По распределению УР показателей в первых опытах большинство опиоид-индуцированных крыс (60%) были сопоставимы с крысами II типа контроля. Количественные характеристики свидетельствовали, что по скорости проявления первых признаков УР деятельности (критерий 1) опытные крысы не выходили за пределы нормы (Икк=4,2±0,9; Ивхкк=14,3±2,3 и ИВхкквых=10,4±0,6). Однако, несмотря на быстрое формирование ключевой условной связи между кормушками и выраженной способности к интеграции, устойчивое воспроизведение как элементов решения, так и полной структуры УР ответа было крайне затруднено. Об этом свидетельствовала низкая интенсивность процесса закрепления условного рефлекса, в соответствии с критерием 2, составившая И2=0,63±0,46. Воспроизведение навыка было крайне неустойчивым и не удовлетворяло условию критерия 3 (реализация целостного решения с первой пробы).

Несмотря на достаточно высокую локомоторную активность (ЛА=391,3±95,8 отсеков/опыт), сформированное поведение было хаотичным, так как отсутствовали признаки целенаправленности по отношению к пищедобывательной задаче (Рмм=0,34; Кудк=0,28±0,12). Это определяло низкие значения организованности поведения (0п=0,34). Анализ основных свойств ВНД свидетельствовал, что исходно по силе возбудительного процесса (Св=0,31±0,11) и охранительного торможения (Ст=3,24±0,8) опытные крысы были сопоставимы с II типа нормы (Св=0,29±0,06 и Ст=2,9±0,4). На фоне разворачивания УР деятельности выявлялось нарушение возбудительно-тормозных соотношений у опиоид-

индуцированных животных, главным образом, за счет ослабления внутреннего торможения (Сурт=0;3±0,1 по сравнению с Сурт=2,0±0,3 у крыс II типа).

Таким образом, аналог дерморфина, независимо от дозы, обладал возбуждающим действием на ЦНС, что проявлялось в большей выраженности моторного компонента поведения и низком уровне рефлекса осторожности. Повышение силы возбудительного процесса коррелировало с улучшением интегративных свойств, благодаря чему наблюдалось раннее появление первых признаков УР деятельности". Вместе с тем, препарат существенно затруднял воспроизведение целостной структуры' навыка, причем, эффект усиливался с повышением дозы.

Влияние слабой неоднородности внешнего магнитного поля на ВНД крыс Вистар. Обучение на фоне слабой неоднородности магнитного поля (нМП) хотя и не изменяло соотношение обучившихся и не обучившихся особей, однако, отсутствовали крысы с экспоненциальной кривой обучения (I тип). Влияние нМП на поведение выявлялось уже в 1-ом опыте и выражалось в периодическом характере двигательной активности всех опытных крыс в пределах опыта, что в норме было характерно только для животных III типа. При первом попадании в экспериментальную среду опытные крысы проявляли активную, но кратковременную ориентировку и уже к 3-ей минуте наблюдался значительный спад активности до полной двигательной заторможенности к 7-ой минуте опыта. При этом, в поведении крыс не проявлялось каких-либо признаков страха или состояния напряженности (Рг=0,1±0,02); доминирующим состоянием было пассивное сидение (Рв=0,78±0,11). Во 2-ом и последующих опытах УР активность опытных крыс резко снижалась: через 94,4±43,4 с у них развивалась глубокая локомоторная депрессия, продолжавшаяся до конца опыта. Животные не проявляли признаков обследования пространства, несмотря на активный характер поведения при первом попадании в экспериментальную камеру. В отличие от нормы, внешняя стимуляция (заталкивание животного рукой в лабиринт) снимала феномен двигательной заторможенности, после чего обучение было возможным у 50% крыс.

Кривая обучения носила резко выраженный логистический характер, т.е. приращение эффективности поведения происходило за один опыт, тогда как в норме это занимало, в среднем, 3 опыта. Как у крыс II типа, обучение проходило на фоне низкого уровня локомоторной активности. Однако, опытным крысам потребовалось достоверно меньше попыток (заходов в лабиринт) для достижения максимальной по числу выполнений эффективности поведения (20,б±2,9 вместо Зб,2±4,4 у крыс II типа). Анализ особенностей разворачивания УР деятельности у крыс на фоне нМП выявил наличие признаков как

«экспоненциального», гак и «логистического» типов обучения. Быстрое образованж условной связи К|->Кг (Икк=17,3±6,6) и феномен раннего проявления в поведении полное структуры условного рефлекса (И1=3,1±1,7) являлись характерными признаками «экспоненциального» типа. Устойчивая реализация сформированных элементов и полногс решения, наблюдавшаяся сразу после их образования свидетельствовала о сходстве принципа формирования двигательного навыка со II типом. Однако, несмотря на легкость выполнения условий критерия 2 (Иг=18,5±6,4), воспроизведение целостного решения с первой пробы (критерий 3) было крайне затруднено (Из=0,14±0,09).

Интегральные показатели поведения выявляли сходство опытных животных с контрольными крысами II типа: мотивационный компонент был хорошо выражен на всех этапах обучения, а моторная эффективность резко возрастала только после завершения этапа закрепления условного рефлекса. Однако, как показал анализ, УР процесс на фоне нМП не завершался оптимизацией навыка. Об этом свидетельствовали низкая эффективность поведения по числу выполнений (11,7±6,1 попыток вместо 31,2±4,4 у крыс II типа), невысокая доля минимизированных решений (Рм1ы=0,59 По сравнению с предельной в норме Рмм=0,88), высокая неустойчивость навыка (Куая=0,23). Признаками затруднения реализации навыка также являлось большое число активных стрессовых и смещенных реакций (Рм=0,25±0,09 и Ре=0,22±0,11, соответственно). В результате указанных особенностей, организованность сформированного поведения была существенного ниже, даже по сравнению с крысами I типа (0п=0,43 и 0п=0,53, соответственно). Анализ основных свойств ВИД показал, что отличительной особенностью опытных крыс был крайне низкий уровень возбуждения в первых опытах (Св=0,15±0,05). На фоне разворачивания УР деятельности по силе УР возбуждения (Сурв=0,25±0,07), внутреннего торможения (Сурт=1,4±0,03) и пластичности поведения (Пласт.=0,27) опытные животные были сопоставимы с контрольными крысами II типа, а по динамической устойчивости (Дин.Уст.=0,72) - с контрольными крысами I типа.

Таким образом, небольшие искажения внешнего МП приводили к невозможности самопроизвольной организации пищедобывательного поведения у всех крыс, независимо от индивидуальных особенностей. Влияние магнитного фактора не было связано с изменением характеристик основных свойств ВНД и проявлялось только у исходно хорошо обучавшихся крыс. Основной эффект состоял в облегчении первых проявлений УР деятельности и затруднении процессов, связанных с закреплением условного рефлекса. Обучение на фоне нМП не завершалось формированием устойчивого и высокоэффективного навыка.

Обсуждение результатов

Изучение принципов организации пищедобывательного поведения в многоальтернативной среде в условиях свободного выбора показало, что популяция крыс Вистар неоднородна по характеру обучения: 10%' крыс имело экспоненциальную кривую обучения (быстро обучавшиеся, I тип), 30% - логистическую (медленно обучавшиеся, И тип) и 60% - периодическую (не обучавшиеся, III тип). Согласно полученным данным, характерными признаками «экспоненциального» типа обучения (крысы I типа) были наибольшая в группе ориентировочно-исследовательская активность в сочетании со слабой выраженностью рефлекса осторожности. Динамика становления мотивационного и двигательного компонентов поведения совпадала и, подобно кривой обучения, носила экспоненциальный характер. Нервные процессы крыс I типа характеризовались неуравновешенностью в сторону преобладания возбуждения и высокой подвижностью. Особенностями «логистического» типа (крысы II типа) являлась независимость развития мотивационного компонента поведения от уровня моторной эффективности. Ввиду выраженности рефлекса осторожности, обучение проходило на фоне низкой локомоторной активности, что определяло отсутствие внешне проявляемых признаков обучения. Фактически, наблюдался лишь скачкообразный переход из неорганизованного состояния в организованное. Крысы И типа отличались большой силой внутреннего торможения и относительной инертностью нервных процессов. У не обучившихся крыс III типа низкий уровень локомоторной активности и преобладание пассивно-оборонительных реакций на протяжении всего периода наблюдений определялись большой силой охранительного торможения и слабостью как возбудительного процесса, так и внутреннего торможения. Ввиду указанных особенностей, неуспех обучения у них, по-видимому, был связан с невозможностью поддержания необходимого уровня мотивационного состояния для преодоления проблемной ситуации. Таким образом, в данных методических условиях кривая обучения отражала, главным образом, представленность двигательного компонента поведения, а не динамику разворачивания условнорефлекторной (УР) деятельности.

Оценка результата обучения вызывала определенные трудности в связи с противоречивостью комплекса УР показателей. Например, такие признаки поведения крыс I типа на этапе стабилизации как высокая эффективность навыка по частоте выполнений, достижение высокого уровня подкреплений, способность воспроизводить целостную структуру 4-звенного условного рефлекса до 5-ти раз подряд указывали на то, что крысы I типа решали проблемную ситуацию. Вместе с тем, неустойчивость реализации целостной

структуры поведения, большая доля ошибок, проявление активных стрессовых и невротических реакций указывали на незавершенность УР процесса. В соответствии с традиционными оценочными критериями обучения, например, вероятность правильного ответа Р>0,75 или выполнение навыка 10 раз подряд, следовало заключить, что крысы I типа, несмотря на высоковероятное выполнение отдельных звеньев задачи (ВхК, К1К2, КВых), формировали прочную условную связь только между 3-мя элементами (ВХК1К2) 4-звенной задачи. У крыс II типа противоречие заключалось в том, что последовательность формирования условных связей (ВхК -» КВых -> К1К2) не соответствовала логике предложенной задачи (ВХК1К2ВЫХ). Кроме того, полная структура решения появлялась в навыке сразу высоковероятно, таким образом не удавалось проследить динамику ее формирования, что, с классических позиций, является необходимым условием при изучении УР деятельности (Воронин, 1979).

Для снятия возникших противоречий нами была предпринята попытка анализа УР деятельности с привлечением критериев, способствующих большей объективизации полученных результатов. Представление первичных данных в виде знаковой последовательности позволило провести анализ, широко используемый в кибернетике, в психолингвистике и когнитивной психологии при дешифровке текстов (Шеннон, 1963). Исходно, в наших рассуждениях мы полагали, что УР процесс складывается из двух составляющих: познавательной (психической, внутренней) и реализующей (поведенческой, внешней). Опираясь на положение когнитивной психологии (Миллер, 1964) о том, что любой психический акт является результатом протекания процессов восприятия, оценки и прогнозирования, при анализе обучения мы формируемый УР элемент соотносили с соответствующим когнитивным процессом. Момент выделения ключевого звена задачи -установление условной связи между подкрепляющими кормушками (К1К2) - мы определили как отражение процесса восприятия задачи; переключение с инстинктивной программы (ВхКВых) на новый способ достижения подкрепления (ВХК1К2) - как результат процесса оценки, установление правила высоковероятного и многократного получения подкрепления (ВхК,К2Вых)„, на наш взгляд, было связано с процессом прогнозирования результата полезного действия. При этом, первое неслучайное проявление в поведении признаков УР деятельности (критерий 1) рассматривалось нами как отражение обусловливающих (познавательных) механизмов, высоковероятное воспроизведение УР элементов в каждом опыте (критерий 2) и с первой попытки (критерий 3) считали отражением механизмов, осуществляющих результат познавательной деятельности в поведении.

Проведенный анализ выявил, что в основе индивидуальных различий лежали по крайней мере два типа формирования пищедобывательного поведения с точки зрения осуществления процессов переработки информации и закрепления результата познавательной деятельности в поведении. «Экспоненциальный» тип обучения характеризовался быстрым (одновременным) протеканием всех когнитивных процессов: сразу после выделения ключевого звена задачи (восприятие) в пределах этого же опыта происходил выбор адекватного способа подкрепления (оценка) и интеграция отдельных звеньев в целостную структуру решения (прогнозирование). Феномен быстрой «сборки» плана УР ответа свидетельствовал о высоких ассоциативных свойствах крыс I типа, что, по нашему мнению, было обусловлено преобладанием у них возбудительного процесса. Особенности реализации навыка у крыс I типа: неустойчивость воспроизведения 4-звенной структуры условного рефлекса, при наличии факта неоднократной «сборки» полного решения в пределах опыта, на наш взгляд, свидетельствовали о ведущей роли оперативной памяти в осуществлении УР деятельности. Возможно, это было обусловлено слабостью внутреннего торможения. Ввиду реализации условного рефлекса по принципу принятия решения, т.е. когда ошибка (повторный подход к кормушке) служила стимулом для выхода из лабиринта, традиционный критерий выработки условного рефлекса (Р>0,75) не мог быть достигнут. Таким образом, с этих позиций, заключение о незавершенности УР процесса у крыс I типа оказывалось неправомочным.

Для «логистического» типа обучения (крысы II типа), наоборот, было характерно последовательное осуществление когнитивных процессов с последующей устойчивой реализацией результата переработки информации. Большая сила внутреннего торможения, по видимому, обеспечивала легкость перехода к воспроизведению полной структуры условного рефлекса с первой пробы, а инертность нервных процессов - устойчивость этого воспроизведения, что отражалось в высокой организованности сформированного поведения. В основе данного типа обучения, на наш взгляд, лежал механизм фиксации как отдельных элементов задачи, так и структуры полного решения в долговременной памяти, т.е. навык осуществлялся по механизму считывания.

У крыс III типа, не сформировавших пищедобывательное поведение, интенсивность познавательной деятельности была наименьшей в популяции из-за сильной выраженности охранительного торможения. Когнитивные процессы разворачивались последовательно, как у крыс II типа, однако воспроизведение в поведении их результата ввиду слабости нервных процессов было крайне неустойчивым. В результате, УР процесс у этих животных

оказывался незавершенным из-за невозможности формирования реализующих механизмов.

Таким образом, предположение Л.Г. Воронина (1953) о возможности оценки УР деятельности животных по ее первьм проявлениям сегодня представляется весьма обоснованным. Основное преимущество выделения этапов первого проявления и закрепления условного рефлекса, т.е. анализ обучения с точки зрения принципов переработки информации и реализации ее результата в поведении, на наш взгляд, заключается в возможности дифференцированно изучать закономерности УР деятельности и, соответственно, более полно раскрывать ее содержание. Психолингвистический подход (анализ поведения в виде знаковых последовательностей) не только позволяет перейти на инвариантный язык описания первичных данных, но, безусловно, привносит большую объективность в оценку получаемых результатов.

Проведенное нами исследование показало, что общим эффектом модуляции опиоидной системы, независимо от природы воздействия (фармакологическое или физическое), являлась интенсификация процессов переработки информации. У всех опытных животных, независимо от индивидуальных особенностей, как и у крыс I типа, после образования ключевой условной связи (К1К2) в пределах этого же опьгга появлялись признаки интеграции отдельных звеньев задачи, благодаря чему 4-звенная структура условного рефлекса воспроизводилась в этом опыте с вероятностью, превышавшей порог случайных значений. Однако, как оказалось, облегчение «сборки» структуры УР ответа не определяло успех и качество обучения. Напротив, наблюдалась следующая закономерность: чем раньше проявлялись первые признаки условного рефлекса, тем медленнее осуществлялся его перевод в долговременную память и тем более неустойчивым был сформированный навык.

Комплекс поведенческих эффектов опилонга - синтетического аналога дерморфина, пятикратно введенного до обучения - оказывался типичным для опиоидных пептидов данного семейства. В первую очередь, это проявлялось в локомоторной активации и слабой выраженности рефлекса осторожности. Отсутствие признаков оборонительного поведения в начале обучения у опытных животных, которое было крайне выражено у контрольной группы как реакция на процедуру введения инъекции физиологического раствора, возможно, объяснялось наличием аналгетического эффекта опилонга. Кратковременная двигательная заторможенность, в случае малых доз опилонга (50 мкг/кг), наблюдавшаяся у всех крыс в первых двух опытах, и ее отсутствие при введении препарата в больших дозах (150 мкг/кг), на наш взгляд, свидетельствовало об усилении аналгетического эффекта с повышением дозы. Согласно данным литературы, феномен двигательной активации является одним из

типичных проявлений действия эндогенных опиоидов и их аналогов, который, по мнению авторов (Wied, Jolies, 1982), опосредуется через дофаминергическую систему. Также хорошо известны факты об опиоид-индуцированном подавлении реакции страха или повышении ориентировочной реакции на новизну (Wied, Jolies, 1982). В нашем случае, об этом свидетельствовали активная ориентировка в незнакомом пространстве, высокая вероятность подкрепления, низкая доля пассивно-оборонительных реакций. Слабая выраженность рефлекса осторожности у крыс после введения малых доз коррелировала с раним появлением признаков исследовательского поведения, что обусловило быстрое выделение ключевого элемента задачи (К1К2). В случае больших доз, разворачивание исследовательского поведения, несмотря на повышенную локомоторную активность, происходило медленнее, однако, не выходило за пределы нормы (II тип). Таким образом, уже на первых этапах обучения действие опилонга по разному проявлялось в поведении в зависимости от дозы.

Последующее обучение показало, что препарат в малых дозах приводил к увеличению числа обучившихся особей с 40% до 90%, а в больших - к снижению до 20%. Информационный анализ выявил, что с одной стороны, у опиоид-индуцированных крыс наблюдалась сверхбыстрая «сборка» структуры полного решения за крайне малое число проб и легкость перехода от инстинктивной программы поведения с подкреплением в одной кормушке к предпочтению новой, обеспечивавшей достижение максимума подкрепления в пределах одной пробы, а с другой - неустойчивость реализации 4-звенной структуры условного рефлекса. В соответствии с традиционным критерием обучения (Р>0,75), обнаруживалась парадоксальная ситуация, характерная для крыс I типа нормы: три звена задачи (BxKiKj) опытные крысы формировали очень быстро, а большая часть затрат приходилась на присоединение 4-го звена, которое само по себе с высокой вероятностью осуществлялось уже в 1-ом опыте. Характерно, что данная закономерность наблюдалась у всех опиоид-индуцированных животных, независимо от дозы и типа кривой обучения («экспоненциальный» или «логистический»). Различия заключались в том, что влияние препарата в больших дозах оказывалось более выраженным. При «быстрой» сборке структуры УР ответа, процесс закрепления условного рефлекса проходил крайне медленно и за все время наблюдений завершился только у 20% крыс.

Оценка полученных результатов в рамках когнитивного подхода позволяла заключить, что основное действие опилонга состояло в интенсификации познавательной деятельности за счет одновременного протекания когнитивных процессов у всех опиоид-индуцированных

крыс, независимо от типологических особенностей, как это наблюдалось у интактных крыс I типа (10% популяции). Основное различие заключалось в интенсивности восприятия, которая у крыс после введения малых доз (50 мкг/кг) превышала верхний предел в контрольной группе (I тип), а в случае больших доз (150 мкг/кг) оказывалась на уровне нижних значений нормы (И и III типы). Низкий уровень организованности сформированного поведения у опиоид-индуцированных крыс вследствие сохранения большого числа ошибок, по нашему мнению, свидетельствовал о преимущественной реализации навыка в режиме оперативной памяти. Важно отметить, что такой принцип УР деятельности обнаруживался и в норме, однако, только у 10% популяции (крысы I типа).

Феномен повышения роли оперативной памяти при реализации навыка, на наш взгляд, мог быть обусловлен двумя причинами: затруднением фиксации результата переработки информации в долговременной памяти, либо отсутствием этой необходимости вследствие расширения возможностей оперативной памяти. Негативное действие агонистов р.-рецепторов на обучение многие авторы (Wied, Jolies, 1982) связывают с нарушением процесса консолидации памяти. Однако, полученный в нашем исследовании выраженный психостимулирующий эффект малых доз опилонга, возможность реализации навыка по принципу считывания (критерий 3), высокий уровень стереотипии, а также однонаправленный характер влияния опилонга на механизмы УР деятельности, независимо от дозы, по нашему мнению, свидетельствуют в пользу второго предположения.

Как показало наше исследование, опиоидная модуляция, безусловно, играла позитивную роль для познавательной деятельности, однако, при этом выявлялись признаки нарушения соответствия скоростных характеристик процесса переработки информации и возможностей механизмов, реализующих ее результат в поведении. Особенно четко это проявлялось у крыс, исходно обладавших признаками И типа. Выраженная неустойчивость воспроизведения навыка, большое число ошибок, наличие активных стрессовых реакций являлись нетипичными признаками поведения для крыс II типа в норме и, на наш взгляд, отражали негативный характер опиоидпого воздействия. Позитивным действие малых доз опилонга оказалось только для исходно не обучавшихся крыс (III тип), так как у них наблюдалось улучшение как познавательных, так и реализующих механизмов, что обусловило возможность формирования пищедобывательного поведения. Полученные результаты вполне согласуется с хорошо известными клиническими данными о большей выраженности эффектов психостимулирующих воздействий на фоне депрессивных состояний. Влияние больших доз опилонга (150 мкг/кг) на УР деятельность было

негативным для всех животных. Кратковременные периоды активности в пределах опыта, крайняя неустойчивость поведения от опыта к опыту, наличие смещенных и стрессовых реакций свидетельствовали, на наш взгляд, о нарушении механизмов поддержания мотивационного состояния, что и явилось причиной неуспеха обучения у 80% крыс.

Таким образом, в основе противоположных, на первый взгляд, эффектов разных доз опилонга на способность к обучению лежало однонаправленное влияние препарата на обусловливающие и реализующие механизмы УР- деятельности. Действие препарата заключалось в улучшении ассоциативных свойств ЦНС и облегчении оперативной реализации навыка. Это неизбежно должно было приводить к рассогласованию между скоростными характеристиками процессов переработки информации и возможностями механизмов, обеспечивавших устойчивое воспроизведение условного рефлекса. По видимому, в случае больших доз степень рассогласования механизмов УР деятельности была сильнее, что и определило различный характер проявления опиоидного влияния на поведенческом уровне в зависимости от дозы.

Одним из эффектов слабых искажений внешнего магнитного поля являлось нарушение условий формирования мотивационного состояния. Как оказалось, созданное нами неоднородное магнитное поле (нМП) приводило к невозможности самоорганизации в многоальтернативной среде у всех крыс, независимо от типологических особенностей: после кратковременного периода ориентировки в незнакомой среде вместо исследовательского поведения развивалась глубокая локомоторная депрессия. Обучение было возможно только после дополнительной внешней стимуляции. Данные о влиянии МП на двигательную активность хорошо известны (Pich, et all, 1991). Ряд авторов рассматривает феномен подавления двигательной активности у животных как результат повышения страха или следствие тормозного воздействия МП на функционирование ЦНС (Нахильницкая. 1979). Эднако, полученные нами факты: активная ориентировка в 1-ом опыте, отсутствие пассивно-эборонительных реакций, высокая активность вне экспериментальной камеры на фоне нМП, тозитивная реакция на заталкивание в лабиринт, наличие выраженной сенсорной и пищевой 1ктивности не подтверждают эти предположения. Наблюдавшаяся нами двигательная 1епрессня, по-видимому, была обусловлена другими причинами.

По мнению Судакова К.В. (1976), негативное влияние магнитных полей на проявление 1Моций, формирование мотивации и память является следствием нарушения аппарата оценки Установочной афферентации и акцептора результата действия. Однако, возможность (бучения после дополнительной стимуляции свидетельствовала о сохранности этих систем, а

нарушение их функционирования могло быть обусловлено перераспределением общей мозговой активности (Холодов, Шишло, 1979; Pantev, et all, 1991), что, несомненно, повлияло на характер обучения. Опираясь на данные о высокой чувствительности нервной системы к МП и важной роли магнитной составляющей ЦНС в формировании как межструетурных, так и межклеточных взаимодействий, можно предположить, что характеристика внешнего МП играет важную роль в формировании мотивационного состояния, отражающегося в поведении в виде исследовательской активности.

Анализ поведения опытных крыс в первом (после стимуляции) опыте свидетельствовал о быстром появлении признаков исследовательского поведения: животные свободно перемещались по всему пространству лабиринта, при подходе к кормушкам с высокой вероятностью брали подкрепление и в навыке рано появлялись ошибки; это коррелировало с низкой долей пассивно-оборонительных реакций. По-видимому, как и в случае опиоидного воздействия, повышение исследовательской активности у крыс на фоне нМП было связано с подавлением рефлекса осторожности, ограничивавшего в норме скорость обучения. Однако, при действии магнитного фактора это не сопровождалось моторной активацией, что подтверждало высказанное нами выше предположение о неоднозначном соответствии между уровнем локомоторной активности, степенью выраженности рефлекса осторожности и исследовательского поведения.

Организация пищедобывательного навыка на фоне нМП, как и в норме, происходила у 50% особей. Внешне выраженные признаки обучения у опытных крыс свидетельствовали о сходстве с «логистическим» типом (II тип): УР процесс разворачивался на фоне низкой локомоторной активности и кривая обучения носила четко выраженный «инсайтный» характер с большой амплитудой «скачка», который происходил в течение одного опыта. Однако, информационный анализ выявлял признаки «экспоненциального» типа обучения (I тип): быстрое выделение ключевого элемента задачи и последующая легкость формирования структуры полного решения. Однако, как и при опиоидном воздействии, присоединение 4-го звена условного рефлекса (Кг->Вых) у крыс, обучавшихся на фоне нМП, вызывало значительные трудности, о чем свидетельствовало отсутствие устойчивого воспроизведения 4-звенной последовательности с первой пробы в опыте. Низкий уровень организованности сформированного поведения из-за высокой вариабельности УР показателей, наличия ошибок, высокой чувствительности к внешним стимулам отражал, на наш взгляд, оперативный принцип реализации навыка.

Как показал когнитивный анализ, повышение интенсивности познавательной деятельности, как и в случае опиощшого воздействия, происходило за счет одновременного осуществления когнитивных процессов. Важно отметить, что проявление ассоциативных свойств у крыс на фоне нМП не зависело от силы возбудительного процесса, как это наблюдалось у интактных и опиоид-индуцированных животных. На наш взгляд, эффекты магнитного воздействия могли быть связаны с расщирешгем объема оперативной памяти у опытных крыс. В современной литературе существуют данные об улучшении возможностей оперативной памяти у человека при экспозиции в электромагнитном поле (Richards, et all, 1996), однако, в известных нам работах результаты, полученные на животных пока не интерпретировались с этой точки зрения.

Анализ накопленных в литературе данных о влиянии опиоидов и магнитного поля на организм выявил, что комплекс проявлений жизнедеятельности, которые оказывались чувствительными к этим факторам, несмотря на их различную природу, во многом сходен. В последние годы рядом авторов (Papi, et al., 1992; Prato et al., 1995; Lai, et al., 1994, I99S) активно разрабатывается концепция об участии опиоидной системы в опосредовании эффектов МП на организм. Согласно данной концепции, магнитное воздействие может приводить к активации опиоидной системы, что в свою очередь отражается на активности различных медиаторных систем мозга. При сравнении особенностей фармакологической и физической модуляции опиоидной системы, существенным, на наш взгляд, являлось го, что, независимо от природы воздействия, эффекты оказывались длительными (20-30 дней), а их характер давал основание предполагать вовлечение центральных механизмов (ЦНС) в организацию ответа на воздействие. В целом, сходство эффектов проявлялось в подавлении рефлекса осторожности и интенсификации познавательной деятельности. «Скороспелость» решения сочеталась с трудностями его фиксации в долговременной памяти и доминирующим у опытных животных оказывался принцип оперативной реализации навыка.

Среди отличительных особенностей следует отметить, что в случае опиоидного воздействия интенсификация познавательной деятельности коррелировала с активацией моторного компонента поведения, чего не наблюдалось на фоне нМП. Другим отличием являлось то, что действие опилонга выявлялось у всех животных, в то время как влияние магнитного фактора - только у исходно обучавшихся крыс (I и II типы). Наиболее существенным различием явилось подавление способности к самоорганизации на фоне магнитного фактора. Таким образом, полученные результаты, на наш взгляд, не позволяют исключить некоторую общность механизмов фармакологической и магнитной модуляции

опиоидной системы. Однако, имеются основания предположить наличие самостоятельного пути воздействия магнитного поля, не связанного с активацией опиоидной системы. Дальнейшее расширение представлений о механизмах физических воздействий на организм, безусловно, приблизит решение вопроса о природе «рецептора» к магнитному полю.

Возможность интенсификации познавательной деятельности путем различных воздействий на ЦНС позволяет предположить, что генотипически живая система обладает существенно более высокими скоростными характеристиками когнитивных процессов, чем те, которые фенотипически проявляются в поведении. Однако, насколько биологически оправдано устранение естественных факторов, ограничивающих скорость переработки информации? Описанные в настоящей работе эффекты психостимулирующих воздействий, а также полученные нами ранее факты развития предтромбозного состояния, алкогольного влечения (Nikolskaya et al., 1997), истощения нервной ткани (Мельникова и др. 1996), повышенной чувствительности к различным внешним воздействиям, наличие признаков психоэмоционального перенапряжения (Никольская и др., 1998) свидетельствуют, в целом, о негативном характере подобных воздействий на ЦНС, ввиду нарушения соответствия возможностей обусловливающих (когнитивных) и реализующих (физиолого-биохимический субстрат ЦНС) механизмов УР деятельности.

Выводы

1. При обучении крыс Вистар (п=140) сложному пищедобывательному навыку в условиях свободного выбора выделялось три типа крыс, различавшихся по характеру обучения: 10% крыс - имело экспоненциальную кривую обучения (I тип); 30% - логистическую (II тип); 60% крыс - не формировали пищедобывательное поведение и их кривая обучения описывалась периодической функцией (III тип); тип обучения коррелировал с определенным принципом переработки информации и характеристиками основных свойств ВНД.

2.1. Опилонг - синтетический аналог дерморфина - пятикратно введенный до обучения у всех животных приводил к облегчению переработки информации за счет повышения силы возбудительного процесса.

2.2. Препарат в малых дозах (50 мкг/кг) повышал число обучившихся животных с 40% до 90%; в больших дозах (150 мкг/кг) - подавлял самоорганизацию у 80% крыс.

♦ у крыс с исходно хорошими возбудительно-тормозными характеристиками нервных процессов (I и II типы) малые дозы (50 мкг/кг) облегчали оперативную реализацию условного рефлекса за счет чего навык осуществлялся по механизму принятия решения;

♦ у крыс с исходным преобладанием охранительного торможения и слабостью нервных процессов (III тип) малые дозы (50 мкг/кг), повышая силу не только УР возбуждения, но и внутреннего торможения, создавая условия для обучения;

♦ препарат в больших дозах (150 мкг/кг) у всех животных, независимо от индивидуальных особенностей, нарушал условия поддержания мотивационного состояния ввиду высокой неустойчивости нервных процессов.

3.1.Слабые искажения внешнего магнитного поля* (до 300 мкТл) приводили к полному подавлению исследовательской активности у всех крыс, вследствие чего самопроизвольное обучение было невозможно; однако это не исключало формирование пищедобывательного навыка у 50% особей после дополнительной внешней стимуляции.

3.2. На фоне магнитного фактора обнаруживалось облегчение процессов переработки информации и оперативной реализации ее результата только у крыс с исходно хорошими возбудительно-тормозными характеристиками нервных процессов (I и II типы); в отличие от действия опиоида эти эффекты не были связаны с изменением основных свойств ВНД.

4. На основании полученных данных высказывается предположение о том, что для любой живой системы искусственно вызываемое облегчение процессов переработки информации с неизбежностью должно сопровождаться различного рода негативными эффектами в силу нарушения соответствия скоростных характеристик обусловливающих и реализующих механизмов ВНД.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Никольская К.А., Осипов А.И., Ещенко О.В., Савоненко A.B., Мукумов М.Р., Штемлер

B.М., Дегин В.И., Ярова Е.П. Преимущества ноотропного эффекта препаратов пептидной природы. В кн.: 2-й Российский национальный конгресс " Человек н лекарство", 1995,

C.100.

2. Никольская К.А., Ещенко О.В., Шпинькова В.Н. Особенности исследовательского поведения крыс Вистар в постоянном неоднородном магнитном поле. Жури. ВНД, 1997, т.47, вып.4, с.684-692.

3. Никольская К.А., Ещенко О.В., Шпинькова В.Н, Костенкова В.Н. Позитивные и негативные эффекты небольших искажений естественного магнитного поля на познавательную деятельность животных. Вестник МГУ, 1998 (в печати).

4. Ещенко О.В., Никольская К.А., Денгин В.И., Ярова Е.П. Психостимулирующее действие синтетического аналога дерморфина. Бюл. Эксп. биол. и мед, 1998 (в печати).

5. Ещенко О.В., Шпинькова В.Н., Никольская К.А., Костенкова В.Н. Рефлекс осторожности как ограничитель скорости когнитивного процесса. Успехи совр. Биол. (в печати).

5. Nikolskaya К.А., Osipov A.I., Shtemler V.M., Eshenko O.V., Savonenko A.V., Mukumov M.R. A weak magnetic field and cognitive activity. 2nd Intern. Workshop of the EBEA " Interaction of electromagnetic fields with biological systems ", Pushino, 1995, p.35. 7. Yeschenko O., Nikolskaya K., Shtemler V. Psychics as the receptor of action of magnetic field

on organism. The 3rd Intern. Congress of EBEA, Nancy, 1996, p.56. î. K. Nikolskaya, V. Shtemler, O. Yeschenko, A. Savonenko, A. Osipov and S.Nikolsky. The

sensitivity of cognitive processes to the inhomogeneity of natural magnetic fields. Electro-and-magnetobiology, 1996, v.15, n3, 163-174.

9. Nickolskaya K., Yeshchenko O., Shpinkova V., Andreenko G., Serebryakova T. May the high sensitivity to external magnetic field cause an unbalanced behaviour of living system. In: "Chronobiology and its roots in the Cosmos" (ed. M. Mikulecky), High Tatras, 1997, p. 193-200.

10.Pratusevich V., Yeshchenko O., Nikolskaya K. A new insight into the machanism of nootropic action of opiate. Experimental Biology'97, Multi-society interdisciplinary biomedical scientific meeting, New Orleans, Lousiana, 1997.

11.Yeshchenko O., Nickolskaya K., Shpinkova V.,Kostenkova V. Opioid treatment increases the sensitivity to magnetic field. International Symposium "Magnetic Fields: Recent Advances in Diagnosis and Therapy'\ London, Ontario, Canada, 1997, P105.

12.Yeshchenko O., Nickolskaya K., Shpinkova V., Shtemler V. Weak magnetic field speeds up the information processing. Proceedings of Second World Congress for Electricity and Magnetism in Biology and Medicine, Bologna, June 8-13, 1997, (in press).

13.Yeshchenko O., Nikolskaya K.. Forming of motivation is dependent on parameters of external magnetic field. European J. Neurosci., v.10, Supl. 10, 1998, p.418. Abstract book 1998 Forum of European Neuroscience, 27 June-1 July.

14.Yeshchenko 0., Nickolskaya K., Shpinkova V.,Kostenkova V. Magnetic field as a forming factor of motivation. 20th annual meeting of Bioelectromagnetic society, Florida, 1998.

15.Yeshchenko O., Nickolskaya K., Shpinkova V.,Kostenkova V. Magnetic field determines forming of motivation. 9th World Congress of Psychophysiology, 14-19 September, 1998, Taormina, Sicily, Italy.