ОБЪЕКТИВНЫЙ СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ПРИНЮХИВАТЕЛЬНОГО КОМПОНЕНТА ПОИСКОВОГО ПОВЕДЕНИЯ У КРОЛИКОВ, ПОДВЕРГНУТЫХ ПИЩЕВОЙ ДЕПРИВАЦИИ
OBJECTIVE METHOD OF REGISTRATION OF SNIFFING COMPONENT, SEARCHING BEHAVIOUR IN RABBITS EXPOSED TO FOOD DEPRIVATION

Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии.
Состояние голода, формирующееся в условиях пищевой депривации животных, определяет возникновение поискового поведения, направленного на обнаружение в окружающей среде специфических пищевых веществ, необходимых для удовлетворения метаболической потребности [5]. Поиск адекватных раздражителей является для животных такой же первейшей жизненной необходимостью, как и само потребление пищи [7]. Голодные животные вынуждены активно искать пищу, совершая при этом многочисленные и разнообразные двигательные акты [4]. Наиболее характерными признаками вариабельного поискового поведения кроликов, подвергнутых пищевой депривации, являются общее беспокойство животных, перемещение по камере и принюхивательная деятельность (сниффинг или специальное принюхивательное дыхание) [1, 6].
В литературе отсутствуют сведения о методах объективной регистрации принюхивательного компонента поискового поведения, позволяющих производить точную количественную оценку временных и амплитудных параметров принюхивательного дыхания у голодных животных в отсутствие пищевых раздражителей в окружающей среде. В связи с этим особую актуальность приобретает проблема одновременной регистрации импульсной активности мышц, управляющих движениями крыльев носа, и возникающих при этом изменений внутриносового давления у кроликов, подвергнутых пищевой депривации, в процессе поискового поведения.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, в котором с помощью чернилопишущего прибора проводится регистрация актограммы у кроликов, подвергнутых суточной пищевой депривации, в процессе поискового поведения. Для регистрации актограммы к ошейнику животного прикрепляют миниатюрные электролампочки, а на противоположных стенах камеры устанавливают фотоэлектрические пластины. По величине суммарной фотоЭДС судят о местоположении животного в экспериментальной камере в тот или иной момент времени. Одновременная запись поведенческой активности голодных животных с помощью видеомагнитофона позволяет визуально контролировать принюхивательный компонент поискового поведения [1].
Недостатками прототипа являются:
- невозможность получения объективной оценки показателей принюхивательной деятельности голодных кроликов во время поискового поведения;
- невозможность визуального контроля принюхивательной деятельности голодных животных в процессе поискового поведения, если животное отворачивается от видеокамеры.
Целью настоящего изобретения является разработка объективного способа регистрации временных и амплитудных параметров принюхивательной деятельности у кроликов, подвергнутых пищевой депривации, во время поискового поведения.
Объективный способ регистрации принюхивательного компонента поискового поведения у кроликов, подвергнутых пищевой депривации, включающий создание состояния голода у животного, при этом посредством электромиографических электродов, имплантированных в мышцы крыльев носа, и помещенного в полость носа датчика внутриполостного давления, включенных в программно-аппаратный комплекс, производится синхронная регистрация импульсной активности мышц, управляющих принюхивательными движениями, и внутриносового давления, преобразованных в электрические сигналы, динамические параметры которых определяют объективные показатели принюхивательного дыхания.
Для регистрации принюхивательного компонента поискового поведения у кроликов, подвергнутых суточной пищевой депривации, разработан способ одновременной регистрации импульсной активности мышц, управляющих движениями крыльев носа, и давления в полости носа.
Электрическую активность мышц, управляющих движениями крыльев носа (мелких мышц крыльев носа) у кроликов, подвергнутых суточной пищевой депривации, регистрируют с помощью хронически имплантированных электромиографических электродов оригинальной конструкции [2], а внутриносовое давление - волоконно-оптическим датчиком через имплантированный полихлорвиниловый T-образный катетер.
Электромиографический электрод состоит из двух серебряных полусфер диаметром 0,15 мм, отстоящих друг от друга на расстоянии 1 мм, и серебряной референтной пластины диаметром 2 мм, укрепленных на противоположных сторонах текстолитовой подложки и разделенных слоем диэлектрика. Небольшое межэлектродное расстояние позволяет устранить артефакты от дыхания, сердечной деятельности и локомоторной активности кролика, а наличие серебряной референтной пластины стабилизирует запись регистрируемых потенциалов.
Вживление биполярных шариковых серебряных электродов в мышцы, управляющие движениями крыльев носа, производится под местной инфильтрационной анестезией.
Во время опыта скрученные в жгут провода от электродных контактов ответной части разъемов через скользящую линию [3] подсоединяются к входам усилителей биопотенциалов EMG 100 C (USA). После усиления аналоговые электрические сигналы поступают на вход программно-аппаратного комплекса MP150 (USA), который после преобразования их в цифровой код осуществляет передачу данных в компьютер для сохранения в памяти и возможности визуализации на экране монитора. Полоса пропускания усилителя при регистрации импульсной активности мышц устанавливалась в диапазоне частот 1-1000 Гц.
Внутриносовое давление у кроликов, подвергнутых суточной пищевой депривации, во время поискового поведения регистрируется волоконно-оптическим датчиком (USA) (Фиг.1, А) длиной 15 см и диаметром головки 0,5 мм, покрытым защитной оболочкой с наружным диметром 0,9 мм через имплантированный полихлорвиниловый T-образный катетер с внутренним диаметром 1 мм и наружным - 1,3 мм.
Продольная часть катетера располагается вдоль носового прохода кролика. Короткий ее конец находится в носовой полости на уровне хрящей носа, а вертикальная часть катетера выводится через отверстие в хряще наружу и фиксируется с помощью акродента на наружной поверхности хряща носа.
Волоконно-оптический датчик входит в состав прибора Samba 202 (USA) (Фиг.1, Б), измеряющего внутриполостное давление в абсолютных величинах (мм рт.ст.), поэтому необходимо синхронизировать его показания с давлением окружающей среды. С этой целью перед началом эксперимента датчик измерения полостного давления подсоединяют к входу оптического разъема прибора Samba 202. После автоматической стабилизации температуры датчика в течение 1-2 мин и калибровки сигнала устанавливается нулевой базовый уровень, что свидетельствует о готовности системы к работе.
Преобразование величины внутриносового давления в электрические сигналы осуществляется прибором Samba 202, подключенным через блок коммутации к одному из измерительных каналов программно-аппаратного комплекса MP150 (Фиг.1, В), который, в свою очередь, подсоединяется к компьютеру. Управление программно-аппаратным комплексом осуществляется с помощью программы AcqKnowledge (USA).
Поведенческую деятельность голодных животных, ни разу не получавших пищу в экспериментальной камере, регистрируют с помощью Web-камеры.
На фиг.2 представлены паттерны импульсной активности мышц, управляющих принюхивательными движениями крыльев носа, внутриносового и внутритрахеального давления во время поисковой деятельности кролика, подвергнутого пищевой депривации, в отсутствие пищевых раздражителей. Поисковое поведение голодного животного, сопровождающееся принюхивательными движениями, отражается в импульсной активности мышц крыльев носа (фиг.2, А) увеличением частоты генерации пачек потенциалов действия и мобилизацией в процесс возбуждения высокопороговых двигательных единиц с возникающими при этом соответствующими изменениями внутриносового давления (фиг.2, Б), тогда как временные параметры внутритрахеального давления практически не меняются (фиг.2, В).
Такой способ одновременной регистрации временных и амплитудных параметров принюхивательного дыхания у кроликов, подвергнутых пищевой депривации, позволяет выявить специфические для поисковой деятельности паттерны импульсной активности мышц, управляющих движениями крыльев носа, и возникающие при этом изменения внутриносового давления.
В качестве контроля исследуют внутритрахеальное давление (с помощью волоконно-оптического датчика прибором Samba) до, во время и после прекращения поискового поведения кроликов, подвергнутых пищевой депривации, что позволяет выявить специфические реакции принюхивательного дыхания во время поискового поведения у голодных кроликов в отсутствие пищевых раздражителей.
Преимуществом предлагаемого метода является точная безартефактная регистрация временных и амплитудных показателей принюхивательного компонента поискового поведения животных, которая обеспечивается использованием программно-аппаратного комплекса MP150, в состав которого введены усилители биопотенциалов EMG 100C и регистратор внутриполостного давления Samba 202.
Список литературы
1. Бобровников Л.В. Молекулярно-биологические и физиологические основы нейросинергизма. М., Российская академия естественных наук, 2005.
2. Электромиографический биполярный серебряный шариковый электрод (RU 52562 U1 от 24.10.05).
3. Коммутационное устройство для регистрации миоэлектрической активности пищеварительного тракта у животных в хроническом эксперименте (RU 70774 U1 от 26.06.07).
4. Меннинг О. Поведение животных. М., Мир, 1982.
5. Судаков К.В. Доминирующая мотивация. М., Издательство РАМН, 2004.
6. Швырков В.Б. Введение в объективную психологию. М., Институт психологии РАН, 1995.
7. Фабри К.В. Основы зоопсихологии. М., Российское психологическое общество, 1999.