Введение к работе
Актуальность проблемы.
Вопрос о том, что лежит в основе индивидуальных различий, с давних времен привлекал внимание ученых. Наиболее ярко индивидуальные особенности человека и животных проявляются в ситуациях, когда существует возможность выбора стратегии поведения в зависимости от ценности и вероятности получения вознаграждения. Ценность вознаграждения по психологической оценке убывает по мере увеличения трудности или задержки его получения. Неспособность индивидуума переносить задержку в получении вознаграждения является одним из характерных проявлений импульсивности, тогда как самоконтролируемые индивидуумы, наоборот, готовы терпеть неудобства ради получения более ценного результата. Исследование импульсивности и самоконтролируемости стало актуальным с тех пор, как было установлено, что импульсивное поведение является важным компонентом многих психиатрических синдромов, таких как психопатии, склонность к суицидам, синдром дефицита внимания у гиперактивных детей и так далее. Импульсивность также связана с агрессивностью, гиперактивностью, алкоголизмом и наркоманией, принятием скоропалительных решений в бизнесе, склонностью к азартным играм и другими нежелательными социальными проявлениями (Sagvolden, Sergeant, 1998; Sonuga-Barke, 2003; Swanson et al, 1998). Изучение импульсивного поведения у животных может быть использовано для понимания биологических основ этого поведения и коррекции его чрезмерного проявления.
При исследованиях импульсивности довольно много внимания уделяется связи этого поведения с различного рода зависимостями к химическим препаратам (Homberg et al, 2004; Nadal et al, 2005; Schramm-Sapyta et al, 2011 и др.). В то же время пока мало известно о том, как импульсивность соотносится с другими чертами поведения, такими как тревожность, исследовательская активность, социальное поведение и могут ли различные мотивационно-эмоциональные состояния оказывать влияния на ее проявление.
Поведение, связанное со способностью реагировать на сигналы эмоционального (в частности, негативного) состояния другой особи, относится к социальному поведению. Существует, в основном, две точки зрения относительно физиологических механизмов этого поведения. Одна из них состоит в том, что негативное эмоциональное состояние (эмоциональный резонанс) в ответ на оборонительные сигналы партнера возникает только у крыс, избегающих крика партнера-жертвы («альтруистов»), и не возникает у неизбегающих («эгоистов»). Согласно другой точке зрения - эмоционально негативное возбуждение при крике жертвы имеет место в обоих случаях, различна лишь форма поведенческого реагирования - активное избегание - у «альтруистов» и пассивно-оборонительная реакция - у «эгоистов». Так или иначе, животные выбирают стратегию поведения в предложенных им условиях эксперимента.
Исследования особенностей нейронной активности у животных, различающихся по своим поведенческим реакциям, имеют большое значение для выяснения нейрофизиологических механизмов, лежащих в основе этих индивидуальных различий.
Особый интерес в этом плане представляет изучение активности нервных клеток в отделах мозга, имеющих отношение к эмоциональному реагированию - в структурах лимбического круга и гипоталамусе. В исследованиях Г.Х.Мержановой с соав. (1996-2002) на кошках было показано, что импульсивное поведение характеризуется наиболее тесным взаимодействием таких структур лимбического круга, как миндалина и латеральный гипоталамус, в отличие от противоположной особенности поведения -самоконтролируемости, при которой эти взаимодействия были выражены слабее. В основе типологических различий у людей и животных может также лежать неодинаковая активность право- и левосторонних структур мозга (Бианки, 1989; Davidson, 1992).
Понимание нейрохимической природы импульсивного поведения может помочь в лечении психических заболеваний. В большинстве случаев при изучении роли дофаминергической и серотонинергической систем мозга (а также многих других нейромедиаторных систем) в организации поведения не учитываются индивидуально-типологические особенности животных. Представляется весьма вероятным, что изменение в уровне активности того или другого нейротрансмиттера, будет оказывать неодинаковое воздействие на поведение особей, различающихся по ряду индивидуальных характеристик.
Таким образом, исследование нейрофизиологических и нейрохимических процессов, лежащих в основе индивидуального поведения продолжает и в настоящее время оставаться актуальной научной проблемой.
Цель работы. Изучить импульсивное поведение крыс в условиях «возможности выбора» ценности подкрепления в зависимости от времени его получения, сопоставить его с поведением в тесте «эмоциональный резонанс» и других поведенческих тестах. Выявить на клеточном уровне роль эмоциогенных структур мозга и участие дофаминергической и серотонинергической медиаторных систем в организации импульсивного поведения животных.
Задачи исследования.
-
Оценить животных по проявлению импульсивности с использованием методик «эмоционального резонанса» и «права выбора» ценности подкрепления в зависимости от времени его получения.
-
Сопоставить поведение «импульсивных» и «самоконтролирующих» крыс, разделенных в соответствии с выбором ими малоценного немедленного и ценного задержанного пищевого подкрепления в тесте «эмоциональный резонанс».
-
Сравнить нейронную активность гипоталамуса, префронтальной коры и гиппокампа крыс, отнесенных к группе избегающих («альтруистов») и не избегающих крика партнера-жертвы («эгоистов») при разном уровне пищевой мотивации и внутримозговом электрическом раздражении эмоционально позитивных и негативных структур мозга, а также при болевом раздражении партнера-жертвы.
-
Изучить уровни двигательно-исследовательской активности и тревожности у «импульсивных» и «самоконтролирующих» крыс при использовании методик
«открытого поля», «светло-темной камеры» и «приподнятого крестообразного лабиринта». 5. Исследовать влияния изменения уровней дофамина и серотонина на поведение крыс по «выбору ценности подкрепления».
Научная новизна работы.
В данной работе было впервые проведено сопоставление поведения одной и той же совокупности крыс при тестировании их по методике «эмоционального резонанса» и «выбора ценности пищевого подкрепления» и показана высокая степень корреляции между поведением животных в этих тестах: практически все импульсивные крысы, в отличие от самоконтролирующих, активно избегали крика партнера-жертвы.
Показано влияние уровня пищевой мотивации на проявление импульсивности у крыс: голодные животные чаще выбирали ценное, хотя и задержанное подкрепление.
Выявлены различия в уровнях исследовательской активности и тревожности у импульсивных и самоконтролирующих крыс: импульсивные животные более активны и менее тревожны по сравнению с самоконтролирующими.
Впервые проведено исследование нейронной активности эмоциогенных структур мозга, в котором было выявлено влияние действия зоосоциальных стимулов на крыс с разными типологическими особенностями. Нейроны крыс, избегающих крика партнера-жертвы («альтруистов»), в отличие от неизбегающих («эгоистов»), реагировали на оборонительные сигналы жертвы так же, как и на внутримозговую эмоционально-негативную стимуляцию.
Впервые были выявлены межполушарные различия в нейронной активности животных, избегающих и не избегающих крика партнера-жертвы. У «альтруистов» в поле СА1 реакция нейронов левого гиппокампа на эмоционально значимую электромозговую стимуляцию была выше, чем реакция нейронов правого гиппокампа, тогда как у крыс группы «эгоистов» такой асимметрии обнаружено не было. В поле САЗ, наоборот, межполушарные различия проявлялись лишь у крыс группы «эгоистов» - активность левого гиппокампа у них была выше.
Установлено, что блокада рецепторов дофамина изменяет поведение самоконтролирующих крыс, увеличивая их импульсивность. Введение агонистов и антагонистов серотонина влияет только на поведение животных импульсивной группы: агонисты снижают импульсивность, тогда как антагонисты увеличивают ее.
Научно-практическое значение работы. Полученные в работе данные о нейрофизиологических и нейрохимических процессах, лежащих в основе разделения особей на типологические группы, способствуют как пониманию внутренней природы индивидуальности, так и могут внести вклад в нахождение методов коррекции чрезмерного, патологического проявления нежелательных индивидуальных черт поведения. Выявленные в ходе исследования факты могут быть полезны при дальнейшей разработке вопросов, связанных с исследованием основ индивидуальных различий. Методы исследования индивидуально типологических особенностей и результаты,
полученные с их помощью, могут быть использованы в Институте фармакологии РАМН, Институте нормальной физиологии им. П.К.Анохина РАМН, Институте эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАМН. Результаты работы могут быть использованы в педагогической практике, при профориентации учащихся, в неврологической клинике, при чтении лекционных курсов «Физиология высшей нервной деятельности».
Положения, выносимые на защиту:
1. Существуют общие физиологические механизмы, определяющие стратегию
поведения крыс в ситуациях с выбором ценности подкрепления в зависимости от
задержки его получения и избеганием или не избеганием крика партнера в модели
«эмоционального резонанса». В основе неспособности крыс выдерживать эмоционально-
негативное состояние, вызываемое как задержкой вознаграждения, так и сигналами
оборонительного возбуждения партнера лежит импульсивность.
2. Имеются специфические различия в характере изменений нейронной активности
эмоциогенных структур мозга в ответ на эмоционально значимые стимулы у крыс,
избегающих («альтруистов») и не избегающих («эгоистов») крика партнера-жертвы. У
крыс «альтруистов», в отличие от «эгоистов», реакции нейронов гипоталамуса и
префронтальной коры на крик партнера имели одинаковую направленность с реакциями
на внутримозговую стимуляцию эмоционально-негативных структур.
3. Введение фармакологических препаратов, изменяющих уровни дофамина и
серотонина, оказывает разнонаправленный эффект на поведение индивидуумов с разными
типологическими особенностями: поведение импульсивных животных зависит от
изменения уровня активности серотонинергической системы мозга, а
самоконтролирующих животных - дофаминергической системы.
Апробация работы. Результаты научно-исследовательской деятельности докладывались и обсуждались на V, VI и VII Международном междисциплинарном конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, Украина, 2009, 2010, 2011, 2013гг), II Съезде физиологов СНГ (2008г., Кишинев, Молдавия), XIX, XX и XXI съездах Физиологического об-ва им. И.П.Павлова, 8 международном форуме FENS 2012 г в Барселоне (Испания).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 47 печатных работ, из них 21 статья в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 291 стр. машинописного текста, включает 87 рисунков. Список литературы содержит 613 источников, из них 115 отечественных и 498 иностранных.
