Введение к работе
Актуальность теми. В науке о высшей нервной деятельности (ВНД) в по-шеднис годы все заметнее прослеживается развитие заложенной 1. П. Павловым тенденции синтеза сравнительной физиологии, патопенхоло-ии и психофармакологии. Каждая из указанных дисциплин вносит свой вклад і развитие объединяющей их науки.
Нарушения ВНД играют большую роль в исследованиях нормального функционирования НДС и интерес к ним в последнее время существенно воз-юс (Айрапетянц, 1982, 1992). Психофармакологическая коррекция нарушений, ея свое самостоятельное практическое медицинское значение из-за их больного распространения, также привлекает внимание именно с точки зрения ис-зледовашія ВНД. И. П. Павлов отмечал, что химические вещества в физиологии могут способствовать успеху физиологического анализа, а методы ВНД, в ;вою очередь, могут служить целям исследования механизмов действия фарма-<ологических веществ. Именно такой подход к взаимосвязи психофармакологии и физиологии обеспечивает в настоящее время успех в той и другой областях знания (Анохин, 1957; Ашмарин, 1975; Вальдман, 1979; Громова, 1980; Семенова, 1992; Судаков, 1997; Харкевич, 1993).
Для экспериментального изучения механизмов нарушения и коррекции эбучения и памяти плодотворно используются нейропсихафопные препараты егоотропы, транквилизаторы, психостимуляторы и нейролептики (Воронина, 1982, 1992; Гарибова, 1993; Машковский, 1993; Незнамов,1990; Островская, 1994; Петров и соавт., 1997; Раевский и соавт., 1996; Середенин 1987; Тушма-гсова, 1994; Apud ct al., 1983; Benesova, 1994; Giurgea, 1982; Schmidt, 1985; Vernon, 1991; Voronina, 1994).
В отечественной физиологии успешно развивается созданный трудами Л. А. Орбели (1922) и X. С. Коштоянца (1934) сравнительно-физиологический подход (Асратян, 1963; Батуев, 1973; Воронин, 1957; Карамян, 1969; Коган, 1964; Крушинский, 1986; Тушмалова, 19809; Тушмалова, Маракуева, 1986), Вопрос о плодотворности исследования патологических и защитных функций организма в филогенетическом ряду животных был поставлен также давно — еще И. И. Мечниковым (1917), однако, данная проблема не получили должного развития.
Существенное значение в отношениях животных с окружающим миром играют оборонительные рефлексы. Следует отметить, что прямое перенесение приемов, разработанных на пищевых условных рефлексах, как на выработку инструментальных оборонительных реакций, так и на их функциональное на-
рушение невозможно (Анохин, 1968). Это делает необходимым изучение специфики указанных реакций.
Психофармакологические исследования на млекопитающих осуществляются наиболее часто с помощью условнорефлекгорных моделей. Однако при выборе моделей для сравнительных психофармакологических исследований необходимо иметь в виду, что помимо условных рефлексов индивидуально-приспособительные реакции выражаются и в других явлениях. Например, Л. Г. Воронин (1977) выделил 6 уровней таких реакций: привыкание (угасание), сенсибилизация (суммация), нестойкая условная связь и др.
Фундаментальную форму взаимодействия организма с внешней средой составляют двигательные реакции. Одновременно они выступают как сформировавшийся в эволюции показатель мобилизации жизненных ресурсов при экстренном изменении в среде, вызывающем у животных состояние тревоги и повышенной готовности к борьбе или бегству (Кеннон, 1927). Это делает возможным использовать изменение двигательной активности в ответ на различные экстремальные воздействия для изучения нарушения поведения у животных более низких ступеней филогенеза.
Поскольку механизм нарушений ВЦЦ и ее защиты сложился в эволюции, то исследование его наиболее целесообразно с помощью методов сравнительной физиологии и патофизиологии. Иными словами, важно исследовать нарушения и психофармакологическую коррекцию ВНД у животных различного уровня филогенеза. Однако, сравнительно-физиологический подход в психофармакологии как направление исследований, несмотря на его актуальность, не развивается. В связи с вьипесказанным изучение с учетом филогенеза механизмов нарушения обучения и памяти и психофармакологического влияния на них представляется актуальным и перспективным.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состояла в сравнительном изучении нарушений и неиропсихотропнои коррекции двигательной активности, обучения и памяти у животных с различной организацией нервной системы. Это определило постановку следующих конкретных задач:
-
Исследовать специфику инструментальных условных реакций избегания (РИ) и особенности подкрепления при их формировании у крыс.
-
Разработать на основе указанного анализа экспериментальную модель обратимого функционального нарушения обучения и памяти, пригодную для изучения широкого спектра влияния нейропсихотрогшых препаратов на инте-гративную деятельность мозга.
-
Сопоставить влияние препаратов, представляющих классы ноотропов,
психостимуляторов, транквилизаторов и нейролептиков, на функциональное нарушение обучения и памяти у крыс.
-
Сравнить эффекты пирацетама и феназепама при пространственной переделке РИ.
-
Изучить действие пирацетама на поведение личинок ручейников Chaetopteryx villosa в экстремальной ситуации.
-
Исследовать влияние пирацетама на двигательную активность пепельно-серых тропических тараканах Nauphoeta cinerea.
-
Изучить действие пирацетама и пептида дельта-сна на двигательную активность и РИ у рыб Carassius auratus при понижении уровня воды.
-
Сравнить нарушение и нейролсихотрогпгую корреюдіпо обучения, памяти и двигательных реакций при различных экстремальных воздействиях у вышеназванных представителей высших беспозвоночных, низших позвоночных и млекошггаїошігх.
Научная новизна работы. Впервые предложена на основе анализа специфики подкрепления в инструментальных условных оборонительных реакциях новая экспериментальная модель обратимого функционального нарушения обучения и памяти — "сбой РИ", обусловленная нарушением однозначных причинно-следственных отношений в экспериментальной среде. Модель создает увеличение прагматической неопределенности, эмоциональное напряжение и срыв ВНД. Модель позволяет выявить широкий спектр влияния психотропных препаратов на интегративную деятельность мозга. Она эффективна для выявления положительного влияния ноотропов на ВНД, включая случаи, когда традиционно используемая методика выработки РИ не обнаруживает указанного влияния. Установлено, что модель создает новые возможности для исследования особенностей шіксиолитических эффектов нейропсихотропных веществ.
Впервые установлено положительное влияние на воспроизведение РИ в условиях сбоя ноотропных веществ с различной химической структурой и различными свойствами, что указывает па участие различных механизмов влияния на обучение и память при данном функциональном нарушении ВНД.
Сравнительный анализ влияния ноотропов и анксиолитиков на восстановление РИ после сбоя позволил заключить, что существуют два разнонаправленных отношения между уровнем тревожности и способностью решения задачи, обусловливающих два различных механизма положительного влияния на эмоциональное напряжение и воспроизведение ранее выработанного навыка. Транквилизаторы, воздействуя непосредственно на эмоциональную сферу, оптимизируют эмоциональный фон и как следствие улучшают воспроизведение
Рй. Ноотропы, повышая интеллектуальный и мнестический потенциал и увеличивая интегративные возможности ЦНС, обеспечивают быстрый и более точный анализ информации и высокий уровень воспроизведения РИ после ее функционального нарушения; при этом опосредованно как следствие удовлетворения потребности уменьшается эмоциональное напряжение. Следовательно, при внепше одинаковом эффекте ноотропов и анксиолитиков механизмы их влияния различны.
Впервые показано, что использование пространственной переделки РИ позволяет выделить на одной модели анксиолитические и ноотропные компоненты психофармакологических средств. Выражением анксиолитического эффекта служит уменьшение межеигнальных реакций, а ноотропного — более быстрое усвоение видоизмененного навыка. Показано, что анксиолитик фена-зепам уменьшает межсигнальные реакции и РИ, тогда как ноотроп пирацета\ увеличивает число межеигнальных реакций и РИ, Сопоставление особенностей влияния пирацетама и феназепама на сбой РИ и ее пространственную передел ку показывает, что уменьшение эмоционального напряжения недостаточно дли решения задачи в изменившихся условиях и в этом случае необходима умерен ная активация. Феназепам, снимая эмоциональное напряжение, вызываемо! изменением в экспериментальной обстановке, способствует воспроизведении РИ, когда навык остается неизменным, но не эффективен, когда необходим* изменение навыка. Парапетам, не угнетая адаптивные процессы, связанные і моторной активацией в экстренно изменившихся условиях, предотвращает е чрезмерное развитие.
Впервые проведено исследование нарушения и нейропсихотропной кор рекции обучения и памяти у животных с различным уровнем организаци нервной системы. Установлена однотипность реакций на различные экстре мальные воздействия и однонаправленность психотропных влияний на эти ре акции у представителей высших беспозвоночных, низших позвоночных и млекопитающих.
Установлено, что различные экстренные изменения в окружающей сред вызывают у животных с различной организацией ЦНС резкое увеличение дв* гательной активности, регулируемое с помощью пирацетама.
Научно-практическая значимость. Результаты исследований нооглютил включены в материалы изучения специфической активности препарата, коте рые представлены в фармакологический комитет МЗ России и на основани которых получено разрешение на клиническое изучение нооглютила в качеств ноотропного препарата.
Разработанная методика обратимого функционального нарушения РИ у крыс применяется в НИН фармакологии и Северо-Осетинском государственном университете. Результаты исследований используются в лекциях на Биологическом и Психологаческом факультетах МГУ. По результатам исследований получены авторское свидетельство № 1591436, 1990 и патент № 2071319,1997.
Апробация диссертационного материала. Результаты исследований были
представлены и доложены на: ХХХ-ХХХШ конференциях научного общества
Венесуэлы, 1980-1983; IX совещании по эволюционной физиологии
[Ленинград, 1986); П Всесоюзной конференции "Простые нервные системы и
их значение для теории и практики" (Казань, 1988); Всесоюзной конференции,
посвященной 80-леттпо со дня рождения члена-корреспондента АН и АПН
СССР Л.Г.Воронина (Москва, 1988); конференции по проблемам микроэволю
ции (Москва, 1988); Всесоюзной коиференціш, посвященной 160-летию со дня
рождения Й.М. Сеченова (Одесса. 1989); 28 совещаіпга по ВНД (Ленинград,
1989); VH Всесоюзной конференции по экологической физиологии (Ашхабад,
1989); Всесоюзном совещании по вопросам поведения рыб (Москва, 1989); ме
ждународном симпозиуме "Молекулярные основы влияния биологически ак
тивных веществ на поведение" (Таллин, 1989); II международной конференции
по патологии нервной системы (Гавана, 1990); симпозиуме "Физиологическое
и клиническое значение регуляторних пептидов" Горький. 1990; X Всесоюзном
совещании по эволюционной физиологии, посвященном памяти академика
Я.А.Орбели (Ленинград, 1990); ІП международной конференции
''Экологическая патология и ее фармакологическая коррекция" (Чита, 1991); Всесоюзной конференции с международным участием "Синтез, фармакология и клинические аспекты новых обезболивающих средств" (Новгород, 1991); Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика С.В.Аничкова (С.-Петербург, 1992); Российской научной конференции 'Создание лекарственных средств" (Москва, 1992); II международной конференции "Биологические основы индивидуальной чувствительности к психо-гропным веществам" (Москва, 1993); 3(16) съезде физиологического общества при РАН (Пушино, 1994); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти профессора В.СЯснецова (Смоленск, 1994); Всероссийской междисциплинарной конференции (Борок, 1994); Международной конференции "Современные методы биологической терапии психических заболеваний" (Москва, 1994); Всероссийской конференции "Антиоксиданты и актопро-гекторы" (С.-Петербург, 1994); Ш и IV собраниях Европейского нейропептид-» його клуба (Кембридж, 1993, Страсбург, 1994); I Европейском конгрессе по
фармакологии, Милан, 1995; 11 Конференции Российской ассоциации по изучению боли (С-Петербург, 1995); II, III и IV Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 1995, 1996, 1997); II международном симпозиуме "Механизмы действия сверхмалых доз" (Москва, 1995); I Съезде Российского научного общества фармакологов "Фундаментальные исследования как основа создания лекарственных средств" (Волгоград, 1995); I Российском конгрессе по патофизиологии с международным участием (Москва, 1996); И Всероссийском совещании "Поведение рыб" (Борок, 1996); 1(Х1) Международном совещании по эволюционной физиологии. (С.-Петербург, 1996); Международном координационном совещании "Экологические проблемы патологии, физиологии и терапии животных" (Воронеж, 1997); ХХХШ Международном конгрессе физиологических наук (С.-Петербург, 1997).
Публикации. По материалам диссертации опубликована 51 печатная работа в отечественных и иностранных журналах, книгах, материалах конференций, симпозиумов и съездов, а также в материалах по авторским заявкам и патентам.
Объем и структура диссертации. Диссертация содержит введение, обзор
литературы, материалы и методы исследования, четыре главы эксперименталь
ных исследований, включающих описание результатов, их обсуждение и ре
зюме, заключение и выводы. Список литературы состоит из источников на
русском и на иностранных языках. Диссертация изложена на страницах
машинописного текста и иллюстрирована.... рисунками и .... таблицами.
Похожие диссертации на Исследование закономерностей нарушения и коррекции различных форм поведения животных с помощью нейропсихотропных средств
