Объявление

Свернуть
Пока нет объявлений.

Публикации

Свернуть
  • Фильтр
  • Время
  • Показать
Очистить всё
новые сообщения

  • Анализ атипичесих поведенческих реакций в экспериментальных моделях тревожно-депрессивного поведения

    Автор: А.В. Калуев (Центр физиолого-биохимических проблем, Украина, Россия; Медицинская школа Университет Тампере, Финляндия)

    По материалам пленарного доклада на II Международном симпозиуме «Стресс и экстремальные состояния» (Феодосия, 2003).
    Введение

    Спонтанные «атипические» поведенческие реакции (АПР) представлены гетерогенной группой поведенческих паттернов, которые редко (обычно <5%) встречаются во всех поведенческих моделях стресса. Таким образом, особенностями АПР являются: 1) низкая спонтанная частота, 2) неконтекстность, то есть явное несоответствие поведения ситуации и 3) повышение вероятности АПР при стрессе или при различных нарушениях ЦНС. Низкая частота АПР приводит к тому, что в подавляющем большинстве случаев они не учитываются в качестве поведенческих показателей. Гетерогенность данной группы поведенческих паттернов, контролируемых различными нейромедиаторными системами (Diaz-Romero M. Et al., 2002; Nasello A. et al., 2003), также приводит к трудностям их корректного анализа и интерпретации. Однако в ряде случаев АПР могут служить важными маркерами стресса и свидетельствовать о серьезных поведенческих и неврологических нарушениях. С этой точки зрения необходимо разработать подходы для анализа АПР в экспериментальных моделях тревожно-депрессивного поведения.

    К наиболее часто встречаемым АПР можно отнести: зевания с потягиванием или без, аномальный груминг (см. далее), чесание вне аутогрумингового контекста, спонтанную вокализацию, жевание вибриссов, манипуляции с дефекационными болюсами, игру с хвостом, tail rattling («громыхание хвостом», обычно являющееся частью агонистического поведения «устрашения» коспецифика) (Moyaho A. et al., 2002; Kalueff A.V., 2002). Другим примером АПР является жевание несъедобных предметов как смещенная реакция, активируемая при стрессе (Berridge C.W. et al., 1999). В поведенческих моделях наблюдается такая форма АПР как грызение или облизывание аппарата – например, вертикальных поверхностей крестообразного лабиринта (чаще всего ребер его стенок из центра лабиринта), а также поедание дефекационных болюсов и лизание пятен мочи (крысы, мыши). Такие поведенческие акты отличаются крайней непродолжительностью (2-3 сек). Сходную категорию АПР составляют манипуляции с болюсами дефекации – в частности, перенесение зубами (на расстояния до 15 см) у мышей линии С57, а также обнюхивание, перемещение лапами и лизание болюсов (крысы, мыши). Аномальный груминг является важным маркерным АПР (Kalueff A.V., 2003) и существенно отличается от обычного груминга (расмотренного ранее) тем, что проявляется в поведенческих моделях и ситуациях, когда груминговая активность физически затруднена в силу специфики стресса, применяемого в модели тревожности или депрессии. В частности, груминг-подобные сверхкороткие импульсивные движения передними лапами в периоральной области наблюдается у крыс и мышей при плавании в тесте Порсолта, а до 10% мышей, нокаутных по гену VDR,  могут продемонстрировать аномальный груминг передними лапами, находясь в вертикальном положении в модели «вертикальный экран», удерживаясь задними лапами за сетку. К категории аномального грумингового АПР можно также отнести специфический сверх-короткий аутогруминг в положении стоя (вытянувшись) на задних лапах, который редко (1-5%) встречается среди крыс и мышей в традиционных поведенческих тестах, и совершенно не соответствует обычному аутогрумингу. Аналогично, аномальный груминг проявляется у данных мутантных мышей при тестировании в тесте «горизонтальный шест», когда животные испытывают существенные сложности с удержанием и балансированием на шесте, и их груминг в данной ситуации требует больших усилий.


    В целом, приведенные примеры указывают на то, что АПР являются примером особой, патологической формы смещенной активности, активируемой стрессом. В литературе неоднократно обсуждалась потенциальная ценность АПР при анализе действия стресса или фармакологических препаратов (Mastripieri D. Et al., 1992; Moyaho A. et al., 1995). Общей проблемой АПР, однако, является их низкая частота. Для оптимизации методов регистрации и анализа АПР при моделировании тревожно-депрессивного поведения было предложено несколько подходов.



    1) Генетический. Для анализа стрессорного зевания Moyaho A. et al. (1995) были выведены линии крыс, различающихся по базовым уровням спонтанной зевательной активности – многозевающие (HY) и малозевающие (LY) крысы линии Спрег-Доули. Крысы линии HY имеют повышенный базовый уровень зевания, достаточный для того, что позволяет использовать их показатели зевательной активности как маркеры при анализе стресса.


    2) Фармакологический. Еще одним методическим подходом является фармакологическая стимуляция АПР различными специфическими препаратами в дозах, не влияющих на общие поведенческие параметры (локомоция, исследовательская активность, поведение оценки риска и т.д.). В частности, глутамат, доноры оксида азота, пролактин, орексины, АКТГ, окситоцин, а также гистамин-, дофамин- и холинергические агонисты стимулируют зевание (Argiolas A., Melis M.R., 1998; Diaz-Romero M. et al., 2002), и могут быть использованы для повышения фонового уровня данных АПР.


    3) Нейрофизиологический. Аналогичным подходом является локальная стимуляция мозговых центров, управляющих АПР (например, в случае зевания - стриатума, септума и паравентрикулярного ядра гипоталамуса), однако в данном случае велика вероятность неспецифических и трудно интерпретируемых побочных эффектов, а также затруднено (процедурой стимуляции) исследование поведения как такового.


    4) Физический. В некоторых других случаях удачная модификация физических или иных «внешних»параметров модели позволяет усилить те или иные АПР. Так, например, известно, что очень малое (< 1%) количество животных спрыгивает из крестообразного лабиринта в качестве стратегии активного избегания. Однако Jones N. et al. (2002) описывают резкое повышение частоты спрыгивания из КПЛ при использовании модифицированного (нестабильного) лабиринта, что позволяет им использовать данную форму АПР как поведенческий маркер стресса.


    5) Альтернативой данным подходам являются предложенные нами этологические методы «повышения концентрации» АПР (Kalueff A.V., 2003) - в частности, кумулятивная регистрация АПР при  1) многократном повторном тестировании животных и 2) использовании батарей поведенческих тестов. Рассмотрим оба последних подхода подробнее.


    Первый этологический метод позволяет сэкономить число животных, участвующих в эксперименте, однако его эффективность снижается за счет габитуации (впрочем, у малогабитуирующих линий животных он будет достаточно эффективен). Кумуляция АПР в серии различных поведенческих моделей с использованием батареи тестов имеет несомненные преимущества по сравнению со всеми другими методами «концентрирования» АПР, поскольку не требует дополнительных усилий и манипуляций. При тестировании опытных и контрольных животных для каждой группы регистрируются все АПР в тесте 1, затем все АПР в тесте 2 и т.д. С использованием батареи из 5-6 тестов в каждой группе (например, из 20 животных) будет достаточное суммарное количество АПР, позволяющее с использованием методов статистики сравнить опыт и контроль.


    Методы исследования


    В настоящей работе нами был применен данный этологический подход для анализа АПР в двух экспериментальных ситуациях. В первой серии опытов в батарее из 10 тревожно-депрессивных моделей были протестированы две линии мышей (С57 и 129), отличающиеся по своим поведенческим и ряду других нейробиологических особенностей (Montkowski A. et al, 1997; Balogh S. et al., 2002; Rodgers R.J. et al., 2002). Во второй серии опытов в батарее, состоящей из этих же тестов, были изучены АПР линии мышей, нокаутных по гену ядерного рецептора (VDR) нейростероида витамина Д3, в сравнении с «фоновой» линией 129. В батарее тестов были использованы следующие поведенческие модели: квадратное и круглое открытое поле (Crawley J., 1984; Crawley J. et al., 2001), крестообразный приподнятый лабиринт (File S.E., 1996), черно-белая камера (Crawley J., 2001), норковая камера (Kelley A.E. et al., 1989), вертикальный экран-сетка (Lippa A.S. et al., 1979), горизонтальный шест (Montkowski A. et al., 2997), тест «подвешивание за хвост» (Greenshaw A. et al., 1988),   вынужденное плавание в тесте Порсолта (Porsolt R. et al., 1997; Bai F. et al., 2001), а также (в качестве дополнительного теста) – спонтанная вокализация при хендлинге мышей одним и тем же экспериментатором при переносе из клетки в аппарат и обратно. В работе кумулятивно регистрировались следующие АПР: зевание, потягивания, жевание вибрисс, аномальный аутогруминг, громыхание хвостом, манипуляции с болюсами дефекации (поедание, перенос), лизание мочи, грызение и лизание аппарата, «утопание» в тесте Порсолта - непроизвольное погружение под воду в вертикальном положении, отличное от ныряния, а также спрыгивание с крестообразного лабиринта. Показатели АПР опытных групп мышей были сопоставлены с соответствующим контролем (в каждой группе было 20 мышей).


    Результаты


    Обнаружено, что мыши более тревожной линии 129 в батарее из 10 тестов среднем продемонстрировали 5.6+1.1 АПР, тогда как менее тревожные мыши линии С57 продемонстрировали достоверно меньше АПР (1.2+0.6). При тестировании  животных во второй серии обнаружено, что уровень АПР в контроле составляет порядка 6.4+1.0 АПР, сходный с уровнем АПР мышей линии 129 в предыдущем опыте – то есть почти 1 АПР на каждые два поведенческих теста. В отличие от контроля, мыши, нокаутные по гену VDR, продемонстрировали достоверно почти вдвое большее количество различных АПР (11.5+2.1), то есть в среднем 1 АПР на каждый поведенческий тест батареи. Полученные результаты свидетельствуют о повышенном уровне стресса у мышей линии 129 по сравнению с С57, и у нокаутных мышей по сравнению с мышами 129, а также указывают на серьезные функциональные нарушения ЦНС нокаутных мышей, связанные с отсутствием у них рецепторов нейростероида витамина Д.


    Заключение


    В целом, полученные данные о повышенном уровне АПР соответствуют характеристикам тревожно-депрессивного поведения данных групп, полученным ранее с использованием других поведенческих методов (Rodgers R.J. et al., 2002; Kalueff A.V., 2003; Kalueff A.V. et al., 2003). Таким образом, использованный нами метод определения, регистрации и кумуляции АПР в батарее поведенческих тестов оказывается эффективным экспериментальным подходом для анализа тревожно-депрессивных и иных функциональных нарушений ЦНС животных. Можно допустить, что увеличение доли АПР в поведении животных способно, после соответствующей валидации, служить основой для создания новых моделей не только невротических, но и психотических расстройств ЦНС, экспериментальное моделирование которых в настоящее время развито гораздо меньше. В целом, примененный нами метод анализа АПР представляется также перспективным при фармакологическом скрининге психотропных препаратов и определении поведенческих фенотипов новых линий трансгенных или нокаутных животных.


    Материалы частично опубликованы в Трудах II Международного симпозиума «Стресс и экстремальные состояния», Феодосия – 2003., а также в электронном бюлллетене РОБИ и УОБП «Вестник биологической психиатрии», № 3, 2004.

    Читать дальше | К сообщению

  • Рекомендуемые книги по нейронаукам

    Рекомендуемые книги по нейронаукам

    Составил: Николай Асеев
    1. Научно-популярные книги.
    2. Учебники и книги, охватывающие несколько разделов.
    3. Методические пособия.
    4. Развитие и эволюция нервной системы.
    5. Анатомия и морфология нервной системы.
    6. Нейрохимия, сигналинг, психофармакология.
    7. Психофизиология и сенсорная физиология.
    8. Нейрофизиология (клеточная, молекулярная).
    9. Нейрофизиология (системная, когнитивная).
    10. Физиология движений.
    11. Физиология эмоций и функциональных состояний.
    12. Нейропсихология.
    13. Системные принципы работы мозга. Нейролингвистика, синергетика, бионика, кибернетика и пр.
    14. Этология.
    15. Неврология, патофизиология.

    1. Научно-популярная литература.


       Ф. Блум, А. Лейзерсон, Л. Хофстедтер "Мозг, разум и поведение". М.: Мир, 1988.


       Стивен Роуз "Устройство памяти. От молекул к сознанию". Пер. с англ. под ред. Ю. В. Морозова. М.: Мир, 1995.


       Ганс Селье "От мечты к открытию. Как стать ученым" full-text


       Ричард Докинз "Эгоистичный ген". М.: Мир, 1993 full-text


       Карл Саган "Драконы Эдема". М.: Мир, 1987 full-text


       Анатолий Протопопов "Трактат о любви, как её понимает жуткий зануда", 1996-1999. full-text


       Мартинас Ичас "О природе живого: механизмы и смысл". М.: Мир, 1994.


       Алан Бэддели "Ваша память. Руководство по тренировке и развитию". М.: Эксмо-Пресс, 2001.


       А. Р. Лурия "Маленькая книжка о большой памяти. (Ум мнемониста)". М.: Изд-во МГУ, 1968.


       Н. П. Бехтерева "Магия мозга и лабиринты жизни". СПб., 1999.


       Грей Уолтер "Живой мозг". London: 1963, М.: 1966.


       С. Гроф "За пределами мозга". М., 1993.


       Х. Дельгадо "Мозг и сознание". М., 1971.


       "Мозг" под ред. и с предисл. П. В. Симонова. Пер. с англ. Н. Ю. Алексеенко. М.: Мир, 1982.


       William H. Calvin "The Cerebral Symphony. Seashore Reflections on the Structure of Consciousness". Bantam, 1989. full-text


       William H. Calvin "The Throwing Madonna. Essays on the Brain". Bantam, 1991. full-text


       Maya Pines, "Seeing, Hearing, and Smelling the World". Howard Hughes Medical Institute, 1997. full-text




    2. Учебники и книги, охватывающие несколько разделов.


      new!  Джон Николлз, Роберт Мартин, Брюс Валлас, Пол Фукс "От нейрона к мозгу". Пер. с англ. под ред. П. М. Балабана и Р. А. Гиниатуллина. М.: Едиториал УРСС, 2003.


       Стивен Куффлер, Джон Николлс "От нейрона к мозгу". М.: Мир, 1979.


       Гордон Шеперд "Нейробиология" в 2-х томах. М.: Мир, 1987


       В. В. Шульговский "Физиология центральной нервной системы". М.: МГУ, 1997


       В. В. Шульговский "Основы нейрофизиологии". М., 2000.


       А. С. Батуев "Высшая нервная деятельность". М.: Высшая школа, 1991.


       Л. И. Корочкин, А. Т. Михайлов "Введение в нейрогенетику". М.: Наука, 2000


       А. Б. Коган "Основы физиологии высшей нервной деятельности". М.: Высшая школа, 1988.


       П. В. Симонов "Лекции о работе головного мозга". М.: Ин-т психологии РАН, 1998.


       В. И. Гусельников "Электрофизиология головного мозга (курс лекций)". М.: Высшая школа, 1976.


       Э. А. Асратян "Очерки по физиологии условных рефлексов". М.: Наука, 1970.


       Л. Г. Воронин "Физиология высшей нервной деятельности". М.: Высшая школа, 1979.


       Н. Н. Данилова, А. Л. Крылова "Физиология высшей нервной деятельности". М.: Учебная литература, 1997.


       Б. Албертс, Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рэфф, К. Робертс, Дж. Уотсон "Молекулярная биология клетки" в трёх томах (главы 12,14, 16, 19...). М.: Мир, 1994


       Р. Эккерт, Д. Рэнделл, Дж. Огастин "Физиология животных. Механизмы и адаптация". М.: Мир, 1991.


       К. Шмидт-Ниельсен "Физиология человека" full-text


       "Физиология человека" в 3-х томах под ред. Шмидта и Тевса. М.: Мир, 1996


       "Учебник физиологии" под ред. К. М. Быкова, 3-е изд. М.: Медгиз, 1954.


       В серии "Руководство по физиологии" (В. Н. Черниговский — отв. ред. серии):
         "Общая физиология возбудимых мембран," Л.: Наука, 1973.
         "Физиология движений". Л.: Наука, 1976. Отв. ред. В. С. Гурфинкель.
         "Физиология сенсорных систем". Л.: Наука, 1972.
         "Общая и частная физиология нервной системы". Л.: Наука, 1969. Отв. ред. П. Г. Костюк.
         "Частная физиология нервной системы". Л.: Наука, 1983. Отв. ред. П. Г. Костюк.
         "Физиология высшей нервной деятельности". Л., М.: Наука, 1970. Отв. ред. Э. А. Асратян.
         "Клиническая нейрофизиология". Л.: Наука, 1972. Отв. ред. Н. П. Бехтерева.
         "Физиология зрения." М.: Наука, 1992.
         "Слуховая система (основы современной физиологии)". Л.: Наука, 1990.
         "Физиология поведения. Нейрофизиологические особенности" Л.: Наука, 1986. Отв. ред А. С. Батуев.
         "Экологическая физиология животных" Л.: Наука, 1982. Отв. ред. А. Д. Слоним.


       Dale Purves, George J. Augustine, David Fitzpatrick, Lawrence C. Katz, et al "Neuroscience", 2nd edn. Sinauer, 2001.


       L. R. Squire et al. "Fundamental Neuroscience", 2nd edn. Academic Press, 2002.


       A. Longstaff "Instant Notes in Neuroscience". Bios, Oxford, UK, 2000.


       John G. Nicholls, A. Robert Martin, Bruce G. Wallace, Paul A. Fuchs "From neuron to brain", 4th. edn. Sinauer, 2001.


       Eric R. Kandel, J. H. Schwartz & T. M. Jessell "Principles of neural science", 3rd edn. Elsevier, 1991.


       Gordon M. Shepherd "The synaptic organization of the brain", 3rd edn. Oxford, 1990.


       M. Bear, B. W. Connors & M. A. Paradiso "Neuroscience: exploring the brain". Williams & Wilkins, 1996.


       William H. Calvin & George A. Ojemann "Inside the Brain: Mapping the Cortex, Exploring the Neuron". New American Library, 1980. full-text


       M. J. Farabee "The Nervous System", 1992-2001. full-text


       "BrainFacts" by Society for Neuroscience, annual updated. full-text




    3. Методические пособия.

       Раздел "Методы" на Neuroscience.ru    Я. Буреш, О. Бурешова, Д. П. Хьюстон "Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения". Пер. с англ. Под ред. А.С. Батуева. М.: Высшая Школа, 1991.    Д. П. Матюшкин "Основы электрофизиологии". Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1984.    Р. Первис "Микроэлектродные методы внутриклеточной регистрации и ионофореза". М.: Мир, 1983.    Ю. А. Холодов, М. А. Шишло "Электромагнитные поля в физиологии". М.: Наука, 1979.    М. В. Негашев, С. В. Савельев "Практикум по анатомии мозга человека". М., 2001.    "Практикум по психофизиологии". М.: МГУ, 1976.    Джозеф Хорнак "Основы МРТ". full-text    Joseph P. Hornak "The Basics of MRI". full-text    Jaakko Malmivuo, Robert Plonsey "Bioelectromagnetism. Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields". Oxford University Press, 1995. full-text    Robert O. Becker and Andrew A. Marino "Electromagnetism and life". full-text   new!  Ed. Nicholas T. Potter "Neurogenetics. Methods and Protocols," Methods in Molecular Biology, v. 217. Humana Press, 2003. ...
    Читать дальше | К сообщению

  • К юбилею А.А. Бурикова

    К юбилею А.А. Бурикова

    Автор: РОБП
    ...
    Читать дальше | К сообщению

  • Небиологическая эволюция

    Небиологическая эволюция

    Автор: А. Семьянов
    ...
    Читать дальше | К сообщению

  • Нужна ли нейробиология народу?

    Нужна ли нейробиология народу?

    Автор: Ю.В.Щербатых
    ...
    Читать дальше | К сообщению

  • Великое рядом (В.М. Бехтерев - наш земляк)

    Великое рядом (В.М. Бехтерев - наш земляк)

    Имя Владимира Михайловича Бехтерева известно далеко за пределами нашей Родины. Он является ученым не только российского масштаба - это личность с мировых именем. Если вы в Англии или Германии, Америке или Африке, Японии или Австралии, произносите во врачебных кругах словосочетание «болезнь Бехтерева», вас прекрасно поймут на любом континенте,...
    Читать дальше | К сообщению

  • К юбилею В.М. Ковальзона

    К юбилею В.М. Ковальзона

    Автор: А.В. Калуев
    ...
    Читать дальше | К сообщению

  • Феноптоз и человек (по поводу концепции акад. В.П.Скулачева)

    Феноптоз и человек (по поводу концепции акад. В.П.Скулачева)

    Автор: А. В. Калуев (Университет Тампере, Тампере, Финляндия)
    ...
    Читать дальше | К сообщению

  • ГАМК-эргическое торможение в ЦНС: типы ГАМК-рецепторов и мезанизмы тонического...

    ГАМК-эргическое торможение в ЦНС: типы ГАМК-рецепторов и механизмы тонического ГАМК-опосредованного тормозного действия (А.В. Семьянов). Скачать PDF: ...
    Читать дальше | К сообщению

  • Человечество и Мозг. Комментарий к статье А. В. Семьянова «Человек и мозг»

    Автор: А.В. Калуев
    ...
    Читать дальше | К сообщению

  • Александр Моисеевич Вейн: человек и время

    Александр Моисеевич Вейн: человек и время

    Автор: В. М. Ковальзон, доктор биологических наук (Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН, Москва)
    ...
    Читать дальше | К сообщению

  • Нейрональная пластичность

    Нейрональная пластичность

    Автор: А.В. Семьянов
    Светлой памяти профессора О. С. Виноградовой посвящается
    1. Человек и мозг Наличие разума является принципиальным отличием человека от остальных животных. С точки зрения эволюционной теории, разум возник при постепенном развитии и совершенствовании головного мозга. Все достижения человечества (искусство, политика, экономика, техника) существуют благодаря разуму и, соответственно, могут рассматриваться как результат эволюции. Это означает, что они адаптированы, для того, чтобы человек находился в их окружении. С другой стороны, на все...
    Читать дальше | К сообщению
There are no articles in this category.
  • Фильтр
  • Время
  • Показать
Очистить всё
новые сообщения
Пожалуйста, войдите, используя своё имя пользователя, чтобы увидеть список сообщений из подписки.
Обработка...
X