Ангиотензины в центральных механизмах реализации питьевой инструментальной активности у крыс с различными проявлениями рискового поведения

Полный текст

Согласно взглядам выдающегося отечественного физиолога, академика П.К. Анохина, системообразующим фактором функциональной системы любого уровня является полезный приспособительный результат деятельности, который можно количественно оценить [1]. Риск позволяет прогнозировать исход ситуации, в которой оказался организм и обладает свойством измеримости [2], выполняя целый ряд функций: стимулирующую, аналитическую, регулирующую и защитную [3, 4]. Ситуация неопределенности побуждает индивида к действию в ситуации выбора, с другой – риск предоставляет организму возможность оценить полезность (опасность) этого выбора. Пытаясь устранить рискованную ситуацию, индивид совершает выбор и реализует цель в поведенческом акте с последующей эмоциональной оценкой достигнутого результата [57]. А. П. Альгин [6] определяет риск «… как деятельность, связанную с преодолением неопределенности в ситуации неизбежного выбора, в процессе которой имеется возможность количественно и качественно оценить вероятность достижения предполагаемого результата, неудачи и отклонения от цели».

В нашей работе проведен сравнительный анализ индивидуальнотипологических особенностей поведения крыс до и после внутримозгового введения им равнорезультативных дипсогенных доз ангиотензинов. Ключевым критерием, положенным в основу индивидуальнотипологической классификации особенностей поведения крыс, явилась исходная интенсивность их поведения в эксперименте, определяемая количеством инструментальных актов, завершающихся потреблением воды.

Материалы и методы

Работа была выполнена на 19 крысахсамцах породы Вистар массой 250300 г. Все манипуляции c животными соответствовали международным этическим рекомендациям по проведению медикобиологических исследований с использованием животных. Под эфирным наркозом крыс скальпировали, вживляли канюлю в боковой желудочек мозга по координатам стереотаксического атласа для крыс Л.Д. Пеллегрино с соавт., 1979 г. (А =+1,0; L=2; H=2,5). Внутрижелудочковые микроинъекции ангиотензинов («Sigma», США) выполняли ненаркотизированным животным с помощью микрошприца объемом 5 мкл («Hamilton», США).

Для обучения крыс инструментальному навыку использовали автоматизированное устройство – АУ (Швадченко А.В., Щербина А.П., и др., 1992), позволяющее объективно оценивать у крыс последовательное выполнение этапов поведенческих актов, направленных на получение порций воды.

Обучение начинали с помещения животного в стартовый бокс, где крыса случайным путем находила вход на тредбан, преграждаемый подвижной шторкой. Затем крыса совершала побежку, достигнув вращающегося диска в манипуляторном боксе, который она должна была повернуть на определенный угол таким образом, чтобы переместить к себе поилку. После потребления воды крысы должны вернуться обратно в стартовый бокс и повторить целенаправленный акт вновь. Принципиальная схема АУ представлены на рисунке 1.

 

Рис. 1. Общий вид и схема установки: А – стартовый бокс; Б – блок «тредбан»; В – «манипуляторный» бокс; Г – вращающийся диск; Д – поилка с расположенной на ней сигнальной лампой; Е – передвижная шторка

 

Во время периода обучения крысы находились на режиме фиксированного подкрепления, т.е. получали воду в течение 15 минут один раз в сутки после ежедневных манипуляций в установке. Пищу животные получали без ограничений. Определяли временные показатели поведенческих актов у животных: dT1 – латентный период выхода на тредбан; dT2 – период с момента выхода на тредбан до принятия позы «манипуляции»; dT3 – время с начала «манипуляции» до начала потребления воды; dT4 – собственно время потребления воды; dT5 – время с момента прекращения потребления воды до выхода из позы «манипуляции»; dT6 – время возвращения на вход в тредбан; dT7 – время перехода с тредбана в стартовый бокс. При оценке периодов поведенческого акта (от dT1 до dT7) определяли их абсолютные значения в с. Время тестирования животных в АУ каждый раз составляло 10 минут. Кроме того, у крыс регистрировали количество результативных инструментальных актов, инициаций актов груминга и вертикальных стоек, а также количество попыток преодоления препятствий на пути к достижению воды. Полученные данные поведенческих экспериментов обрабатывали с использованием параметрического tкритерия Стьюдента для выборок с нормальным распределением.

Затем животным с различными проявлениями рискового поведения, получавшим воду и пищу ad libitum, вводили в боковые желудочки мозга «равнорезультативные» по количеству потребления воды дозы ангиотензинов: ангиотензинаII (АII) – 300 нг, ангиотензинаIII(AIII) – 350 нг и [desAsp1]ангиотензинаI ([desAsp1]AI) – 400 нг («Sigma», США). «Равнорезультативные» дозы ангиотензинов, инициирующие при введении в боковые желудочки мозга крыс потребление равных объемов воды были подобраны в наших исследованиях ранее [8]. В качестве растворителя указанных веществ использовали физиологический раствор (0,9% NaCl), объем каждой микроинъекции составлял 3 мкл. Введение физиологического раствора и растворенных в нем веществ осуществляли медленно в течение 1520 с.

Результаты и их обсуждение

По результатам эксперимента всех крыс разделили на 3 группы. В 1 группу вошли животные (n=2, m=34 – количество побежек в АУ), поведение которых исходно было неактивным и характеризовалось выполнением не > 2х инструментальных актов, задержкой на тредбане (dT7) при возвращении в стартовый бокс и высоким уровнем видоспецифической активности (груминг, стойки). При введении животным «равнорезультативной» дозы AII, наблюдали воспроизведение ими того же количества полноценных инструментальных питьевых актов, снижение времени выхода с тредбана в стартовый бокс (dT7), увеличение времени приема воды (dT4); время выхода животного из стартового бокса на тредбан (dT1) не изменялось. Учитывая индивидуальные особенности данных особей, можно констатировать, что AII не только воспроизводил характерные черты выполнения питьевого инструментального паттерна поведения, но и способствовал выполнению животными оптимального алгоритма достижения полезного результата деятельности (прием воды, p>0,05 – по отношению к фону). Согласно сложившейся стратегии и результативности целенаправленного питьевого поведения крысы 1 группы были обозначены как «нерискующие».

Во 2 группу были включены крысы (n=10, m=86 – количество побежек в АУ), питьевая активность которых была умеренной (не более 5 актов), обозначены как «осторожные» с «прагматичной» стратегией поведения. У этих животных отмечались высокие значения времени выполнения этапов dT4 и dT7. Некоторым крысам (n=5, m=43 количество побежек в АУ) этой группы осуществляли внутримозговые микроаппликации AII. Показатель dT7 снижался, т.е. сокращалось время выхода с тредбана в стартовый бокс, в отдельных сессиях, увеличивалось время потребления воды (dT4  p< 0,05), период выхода из стартового бокса на тредбан оставался неизменным (dT1). У крыс 2 группы сокращались «обращения» к пустой поилке, уменьшалось также количество «обращений» к шторке (p<0,05). Показатели груминга в ответ на внутримозговое введение AII недостоверно возрастали (p>0,05, по сравнению со значениями в фоновом периоде). Введение [desAsp¹]AI крысам этой группы не сопровождалось воспроизведением у них инструментального навыка (длительность периода dT1 достоверно увеличилось, p<0,05 – по отношению к фону). Наблюдались разовые нерезультативные побежки в сторону «манипуляторного» отсека, но без последующего манипулирования диском и потребления воды. Достоверно возрастало количество актов груминга и вертикальных стоек (p<0,05).

Следующую 3 группу составили крысы, результативность которых была высокой (>5 актов) они (n=7, m=64 – количество побежек в АУ) отличались самой «выгодной» стратегией поведения – «рискующие». Животные «рисковали» не успеть завершить большое количество результативных побежек в установке за ограниченное время тестирования. У этих особей самым длительным был период консуматорного акта (dT4, p<0,05), а весь спектр дополнительной активности оказался незначительным по сравнению с остальными группами животных. У этих крыс отсутствовали в фоне «обращения» к заслонке и пустой поилке, а количество «обращений» к шторке строго соответствовало количеству результативных актов в АУ. Они не «разменивались на активность вхолостую», а строили свою целенаправленную деятельность прагматично и достигали полезного результата за счет увеличения числа результативных актов в АУ. Изменения в поведении «рискующих» крыс после введения AII в целом были сходными с изменениями у животных предыдущей группы. Время консуматорного акта (dT4) на фоне микроинъекций AII не менялось, а показатели dT1 и dT7 увеличивались. Поведение этих крыс, таким образом, как бы рационализировалось. Животные, которым вводили [desAsp¹]AI, не воспроизводили питьевой инструментальный навык. Крысы не совершили ни одной попытки преодоления шторки, поведение характеризовалось чередованием исследовательской активности и груминга. Таким образом, введение [desAsp¹]AI угнетало реализацию стратегии «оправданного риска», повидимому, нарушая вероятностное прогнозирование результата деятельности [4, 5, 9]. Однако, после тестирования в АУ дипсогенное действие [desAsp¹]AI проявлялось в процедуре «допаивания» при свободном доступе к воде, а количество потребляемой воды соответствовало эффекту равнорезультативной дозы.

Принятие решения – есть «промежуточный, критический» и «в высшей степени конденсированный» процесс [1], являющийся следствием афферентного синтеза, инициированного доминирующей мотивацией [10]. Ситуация неопределенности может носить «закономерный» или «случайный» характер [6], в одном случае процесс принятия решений связан с конфликтом, вызванным необходимостью преодоления физических препятствий; в другом – с риском, как частным случаем разрешения вышеуказанного конфликта. Принятие решения избавляет организм от излишнего «количества степеней свободы», что сопровождается формированием конкретных «эфферентных возбуждений» носящих адаптивный характер [1, 5, 9] и отраженных в будущем результате поведения. Актуальной физиологической задачей является оценка и анализ функциональных параметров рискового поведения, как в процессе принятия решения, так и на исполнительном этапе поведенческого акта.

Все компоненты функциональной системы поведенческого акта интегрированы и не являются абсолютно самостоятельными и изолированными. Доминирующая мотивация, аппарат памяти, принятие решения объединены, а риск, представляет собой специфический компонент поведения, который проявляется в условиях неопределенности достижения цели [5]. Риск проявляется как самостоятельная характеристика поведения субъекта, а сопряженные с ним изменения физиологических функций носят адаптивный характер.

Заключение

В зависимости от исходного уровня интенсивности инструментальной активности животных ангиотензинII стимулирует реализацию воспроизведения полноценного «паттерна поведения», либо участвует в направленной модуляции сложного целенаправленного поведения путем его оптимизации при жажде. [desAsp¹] ангиотензин I не участвует в механизмах воспроизведения инструментального навыка, а индуцирует только механизмы инициации врожденных форм поведения.

Об авторах

Роман Яковлевич Власенко

ФГБОУ ВО Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

Автор, ответственный за переписку.
Email: romex@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7328-0520
SPIN-код: 9013-1219

к.м.н., доц., кафедра нормальной физиологии, институт медицинского образования

Россия, 173003, г. Великий Новгород, ул. Санкт-Петербургская, 41

Александр Владимирович Котов

ФГБУ Научно-исследовательский институт нормальной физиологии имени П.К. Анохина РАН

Email: romex@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1810-7741
SPIN-код: 2749-4037

д.м.н., профессор, заведующий лабораторией физиологии мотиваций

Россия, 125315, Москва, а/я 72

Список литературы

Дополнительные файлы