СПИСОК ПРИМЕНЯЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ ВДА - время двигательной активности ВНД - высшая нервная деятельность ВП - время поиска
ВПО - время пребывания в открытых рукавах лабиринта ИА - исследовательская активность ИП - интенсивность поиска
НИР - инструментальный пищедобывательный рефлекс ИРАН - инструментальный рефлекс активного избегания (избавления) ИЭКР - избегаемое электро - кожное раздражение НП - ноотропные препараты
НЭКР - неизбегаемое электро - кожное раздражение ОИП - ориентировочно - исследовательское поведение ОП - открытое поле ПОЛ - перекисное окисление липидов ПА - поисковая активность ПИР - питьевой инструментальный рефлекс ПКЛ - приподнятый крестообразный лабиринт ПЭВМ - персональная электронно-вычислительная машина PC - реакция свешивания СООП - ситуативный отказ от поиска РЛ - радиальный лабиринт СКЗ - стандартная когнитивная задач ТСК - темно - светлая камера
ТЭИП - тест экстраполяционного избавления подныриванием УПК — универсальная проблемная камера УРАИ - условный рефлекс активного избегания
ЦНС - центральная нервная система ЭКР - электро - кожное раздражение ЭП - эффективность поиска
ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы
Известно, что поисковая активность (ПА)- важнейший поведенческий и психологический механизм адаптации организма человека и животных к изменяющимся условиям среды обитания. Он обеспечивает повышение вероятности выживания активных особей, по сравнению с другими, проявляющими пассивность в трудных ситуациях (Ковальзон В.М., 2003).
Благодаря ПА возрастает устойчивость организма к вредным воздействиям, поэтому научное ее обоснование значительно изменяет и дополняет теорию стресса, автором которой является Ганс Селье (Крушинский Л.В., 1991). Согласно этой теории, под влиянием сильного внешнего стимула после кратковременного периода перестройки, так называемой адаптации, организм вступает в состояние повышенной устойчивости. Но через более или менее длительное время - при продолжении внешнего действия - этот период внезапно и без всяких дополнительных условий сменяется фазой истощения, когда сопротивляемость резко падает (Ковальзон В.М., 2003).
Таким образом, ПА в данной схеме несет на себе стресспротективную функцию, что было экспериментально подтверждено рядом авторов (Аршавский В.В., Ротенберг B.C., 1978; Айрапетянц М.Г. с соавт., 1986; и др.).
Отказ от поиска, поведенческая депрессия ведут к развитию психосоматической патологии вплоть до гибели. Чтобы данное состояние не потенцировалось, необходимо тем или иным способом воздействовать на психобиологические параметры ПА (время поиска (ВП), интенсивность поиска (ИП), когнитивный показатель, иначе называемый эффективностью поиска (ЭП)) для их активации и изменения всей функциональной структуры поведения (Григорьев Н.Р. с соавт., 2001).
Экспериментально исследователями (Пластинин М.Л., Григорьев Н.Р., 2001, 2003) было установлено, что производные пиримидина и вещества,
обладающие актопротекторным эффектом, способны корректировать некоторые параметры поисковой активности, позитивно изменяя целостный поведенческий акт. Также в практику изучения психотропных свойств лекарственных средств данными авторами были введены новые способ и устройство изучения ПА - универсальная проблемная камера (УПК) (патент на изобретение №2204942).
Однако вопрос изменения психобиологических характеристик поиска остается малоизученным. В литературе имеется большой массив работ, посвященных фармакологическому воздействию на поведение (Авсеенко Н.Д., 1997; Воронина Т.А., 1989; Ильюченок Р.Ю., 1979; Исмаилова Х.Ю. с соавт., 1992), но они носят специфический характер и не рассматривают ПА как объект изучения.
В настоящее время для лечения и предупреждения нарушений обучения и памяти при различных заболеваниях и экстремальных воздействиях используются вещества с ноотропным типом действия - пирацетам, анирацетам, бемитил, аминалон и др. (Островская Р.У. 1995; Бородкин Ю.С., Зайцев Ю.В., 1984; Воронина Т.А., 2001; Ковалев Г.В., 1990; Авсеенко Н.Д., Белозерцев Ю.А., 1982, 1984; Смирнов А.В., 1993).
Как известно, ноотропы сочетают в себе самый широкий спектр свойств (противогипоксический, антиамнестический и др.), однако до сих пор подробно не освещено изменение показателей ПА на фоне введения истинных (по классификации Т.А. Ворониной, 2000) ноотропов.
Исходя из вышеизложенного, целью нашего исследования явилось изучение поисковой активности в универсальной проблемной камере на фоне введения ноотропных средств (пирацетам, аминалон, бемитил).
Задачи исследования
1. Экспериментально установить изменения психобиологических параметров ПА у животных в УПК как способа изучения фармакологических
средств, обладающих ноотропными свойствами, под воздействием пирацетама, аминалона, бемитила.
2. Определить релевантность УПК в изучении ноотропных свойств фармакологических препаратов.
3. Выявить изменения регистрируемых показателей ПА у тестируемых особей в тесте экстраполяционного избавления подныриванием на фоне приема ноотропов (пирацетама, аминалона, бемитила).
4. Изучить модулирующее и корректирующее влияние пирацетама, аминалона, бемитила на характеристики исследовательской активности у белых крыс в открытом поле и приподнятом крестообразном лабиринте.
Работа (номер госрегистрации №01,2.00410067) выполнена в соответствии с планом НИР кафедры нормальной физиологии Амурской государственной медицинской академии.
Научная новизна результатов исследования
1. Обнаружены особенности психобиологических показателей приобретенного поведения (поисковой активности) у лабораторных животных в УПК при введении ноотропов (пирацетам, аминалон, бемитил).
2. Доказана эффективность универсальной проблемной камеры в изучении ноотропных свойств фармакологических средств.
3. Выявлены изменения поисковой активности в ТЭИП под воздействием пирацетама, аминалона, бемитила.
4. Изучены особенности исследовательской активности в ОП и ГОСЛ на фоне приема пирацетама, аминалона и бемитила.
Положения, выносимые на защиту
1. Показатели поисковой активности (время поиска, интенсивность поиска, показатель эффективности поиска) в универсальной проблемной
камере в структуре оборонительного, пищевого и питьевого поведения, а также в тесте экстраполяционного избавления подныриванием у лабораторных животных, получавших ноотропы, оптимизируются достоверно быстрее, чем у контрольных особей.
2. Наиболее высокий уровень поиска у животных, получавших пирацетам, наблюдался в структуре оборонительного поведения.
3. Истинные ноотропы (пирацетам, аминалон, бемитил) достоверно быстрее обеспечивали переход исследовательской активности в поисковую в методиках открытого поля и приподнятого крестообразного лабиринта по сранению с контрольными животными.
4. УПК является высоковалидным способом изучения ноотропных свойств у фармакологических препаратов.
Личное участие автора в выполнении работы
Автор вел все эксперименты, самостоятельно выполнял физиологические исследования, проводил анализ и статистическую обработку экспериментальных данных. Физиологические поведенческие эксперименты выполнены на базе кафедры нормальной физиологии Амурской государственной медицинской академии.
Апробация и внедрение результатов работы
Материалы диссертации доложены и обсуждены на региональной научно-практической конференции «Развитие психологической науки и практики в Дальневосточном регионе: проблемы, поиски, перспективы» в г. Благовещенске в 2004 году, на кафедре нормальной физиологии Амурской государственной медицинской академии в 2004 году, на Международной научно-практической конференции «Биологические ресурсы российского Дальнего Востока» в г. Благовещенске в 2004 году. Материалы диссертации
10
были представлены на XIX Съезде физиологов России в г. Екатеринбурге в 2004 году.
Публикации
Материалы диссертации опубликованы в 7 работах. По теме диссертации получено 7 удостоверений на рационализаторские предложения, внедренные на кафедре нормальной физиологии Амурской государственной медицинской академии.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 22 графических изображений-рисунков. В структуру диссертации входят введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты собственных исследований, заключение, выводы и список литературы, содержащий 262 источников, из них 103 - иностранные источники, 159-русскоязычные.
11
ГЛАВА I
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Поисковая активность как сложный поведенческий механизм адаптации организма к нестабильным условиям среды обитания
Учитывая важность адаптационного процесса, обеспечивающего выживаемость как отдельной особи, так и популяции в целом, в условиях агрессивной, часто изменяющейся обстановки (что полностью соответствует положению вещей в человеческом обществе), особое значение приобретают фармакологические способы коррекции поведенческих реакций, лежащих в основе «быстрого» приспособления организма.
Настоящая работа посвящена изучению психофизиологических механизмов адаптации и их фармакологической коррекции. Объектом внимания автора при рассмотрении данного вопроса являлись поисковая и исследовательская формы активности. Не вызывает сомнения особая значимость этих двух явлений в адаптационном поведенческом процессе, что требует отдельного подробного изучения, а также возможность воздействия на них посредством фармакологических средств. Однако, современных публикаций, непосредственно связанных с ПА, немного, поэтому нам пришлось использовать в работе более ранние источники информации.
Концепция ПА впервые предложена Н.А. Бернштейном в монографии «Физиология активности» (1966), в которой он определяет поиск как борьбу организма за потребный ему результат при условии, когда пути и способы его достижения ищущему субъекту не совсем известны. ПА формируется на основе имеющихся генетически детерминированных программ и текущей ситуации, но главное - это приобретенная форма поведения (Григорьев Н.Р., 2000).
При этом когнитивная сфера психики у животных или человека обуславливается процессом моделирования ответной реакции. В мозгу особи создаются две модели поведения, находящиеся в диалектическом единстве:
12
первая обусловлена влиянием прошлого опыта и жестко закреплена, вторая предполагает возможные будущие воздействия раздражителей на организм (Григорьев Н.Р., 2000).
С позиций теории функциональных систем П.К. Анохин (1968) и К.В. Судаков (1976) полагали, что ПА не имеет места в структуре поведения. С точки зрения теории функциональных систем задачу по решению поставленной проблемы выполняет этап афферентного синтеза, тесно связанный с врожденной и приобретенной памятью.
Впервые поисковая активность как составной элемент поведенческой адаптации была рассмотрена в трудах отечественных ученых В.В. Аршавского и B.C. Ротенберга. Они являлись пионерами в разработке концепции ПА, в которой была показана тесная связь между поиском и психосоматическим здоровьем (Ротенберг B.C., Аршавский В.В., 1980, 1984; Ротенберг B.C., 1982; Аршавский В.В., 2002). В своей работе «Адаптивная функция сна. Причины и проявления ее нарушения» (1982) B.C. Ротенберг рассматривает значение наличия или отсутствия ПА в блокировании или развитии психической и соматической патологии в состоянии стресса.
Активно поддержал данную концепцию П.В. Симонов, показавший в своих работах значение положительных эмоций и болевого воздействия на уровень поведенческой активности (1987, 1989). Особое место в этой системе, по его мнению, занимают творчество, творческое вдохновение.
Классификации поведения, предложенные рядом авторов, обычно делили его на два вида, биологически связанных с адаптацией в агрессивной ситуации: 1) активно-оборонительный тип, проявлением чего будут ярость, бегство (сопровождается активацией симпатической нервной системы); 2) пассивно-оборонительный тип, реализуемый в виде замирания и «мнимой смерти» (происходит активация парасимпатической системы) (Айрапетянц М.Г. с
f
13
соавт., 1986, 2000; Вейн A.M., 1974; Данилова Н.Н., Крылова А.Л., 1997; Конорский Ю.В., 1970; Слоним А.Д., 1979,1986; Урываев Ю.В., 1996).
В.В. Аршавский и B.C. Ротенберг (1980, 1984) предложили несколько иной принцип классификации поведенческих реакций. За основу они взяли степень выраженности ПА и ее соматическое проявление. При этом активно-оборонительная реакция, сопровождающаяся поиском выхода из аверсивной ситуации, была отнесена к поведению с высоким уровнем ПА. Пассивно-оборонительное поведение рассматривалось авторами как отказ от поиска («мнимая смерть», обморочное состояние).
Поисковая активность определяется исследователями как всякая деятельность на психосоматическом уровне, направленная на изменение или поддержание ситуации или смену отношения к ситуации в условиях прагматической неопределенности или при отсутствии достаточно высокого вероятностного прогноза (Аршавский В.В., 2002).
Проведенные B.C. Ротенбергом и В.В. Аршавским (1980) эксперименты показали, что при электростимуляции латеральных ядер гипоталамуса появляется состояние, которое можно интерпретировать как ПА. При этом наблюдается блокирование развития различных патологических состояний. Напротив, насильственная стимуляция вентромедиального ядра гипоталамуса приводит к отказу от поиска и развитию психосоматической патологии.
B.C. Ротенберг и В.В. Аршавский (1980) изучили также адаптивное значение фазы быстрого сна, которая, по их мнению, является проявлением ПА. Электрофизиологически данное состояние проявляется в виде гиппокампального тета-ритма (Ониани Т.Н. с соавт., 1974; Слоним А.Д., 1971; Jouvet М., 1967; Rousett В. et al., 1967).
Фаза быстрого сна обеспечивает аутоадаптацию, характеризует высокий уровень ПА. Эта адаптивно-компенсаторная роль фазы быстрого сна была подтверждена в эксперименте на животных и человеке при
14
электроэнцефалофафической регистрации в различных условиях «нормального и «патологического» сна (Климов С.Е., 2002; Тинберген Н., 1969; Marcus EJ. et al, 1995).
О концепции ПА, в полном смысле этого слова, необходимо говорить, начиная с работ Н.Р. Григорьева. Своими исследованиями он доказал, что поисковая и исследовательская формы поведенческой активности не тождественны (1996, 1998). Разработав и внедрив в научную и учебную практику новый экспериментальный метод формирования ПА - универсальную проблемную камеру - Н.Р. Григорьев подробно изучил организацию поисковой активности, выделил ее фазы и количественные характеристики (1996, 2001).
Н.Р. Григорьев (1998) дал определение ПА как способа и механизма удовлетворения высших (идеальных) потребностей в преодолении, развитии и вооруженности знаниями и умением, которые встроены в функциональную структуру всех специфических форм и фаз поведения человека и животных, включая начальную (поисковую) и завершающую (консуматорную), обеспечивающих адаптацию организма. Автор считал, что возможно только временное формирование этого состояния, в основе которого лежат биологические потребности и мотивации.
В работах Н.Р. Григорьева (1996-1998) было доказано, что ПА состоит из мотивационно-эмоционального (энергетического) и информационно-аналитического (когнитивного) компонентов. В понятие энергетических параметров ПА входят время поиска и интенсивность поиска. Под когнитивным компонентом понимается эффективность поиска.
Кроме того, автор выделял несколько фаз, входящих в структуру ПА (1998): I фаза обусловлена возникновением преграды, проблемы, требующей решения на пути достижения полезного приспособительного результата. Животное оценивает ситуацию и приходит к выводу, что шаблонным способом проблему не решить (стоп-фаза). II фаза — это преодоление препятствия за счет
15
безусловного рефлекса. В этот период отмечается удовлетворение высшей потребности организма к преодолению преграды (Симонов П.В., 1987; Собчик В.И., 2003). Реализация этой фазы обеспечивает высокую вероятность решения проблемы. III фаза: совершенствование квантов поискового поведения. Фаза обеспечивает развитие биосистемы (Симонов П.В., 1987; Судаков К.В., 1979). Эта фаза содержит надситуативную и постоянно позитивную динамику изменений параметров энергетической и когнитивной сфер, рассчитанных на длительный период времени (Северцев А.Н, 1992; Слоним А.Д., 1976; Krechevsky I., 1992). IV фаза: полная оптимизация поиска и достижение оптимальных его параметров (стереотипизация поведения). Это фаза закрепления наилучших способов решения проблемы. Она исключает из структуры поведения временно сформированную ПА и переводит ее в другую плоскость.
Отдельно необходимо сказать о близкой и трудно различимой с ПА исследовательской активности (exploratory activity) (ИА), к которой в ВНД относят весь комплекс ориентировочно-исследовательских рефлексов на изменение обстановки или новизны ситуации (Павлов И.П., 1951; Анохин П.К., 1979; Скиннер Б.Ф., 1986; Урываев Ю.В., 1996; Jouvet M., Deturme J., 1985). В наших экспериментах изучению квантов исследовательской активности отведена значительная часть, поэтому нужно рассмотреть библиографию ИА.
Следствием ИА в новой ситуации является латентное обучение, когда животное накапливает информацию в ходе исследования естественной или антропогенной среды лабиринта, при этом данная форма поведения отличается от ПА тем, что в последнем случае особь находится в состоянии специфической мотивации (Григорьев Н.Р., 2000). Предшествующая поиску ИА и накопленная вследствие этого данные об окружающей среде используются для оптимизации разыскивания пищи, полового партнера, реализации оборонительного поведения (Barnett S.A., 1958,1963).
16
Исследовательскому поведению, инстинктивно возникающему в ответ на помещение животного в новую среду, препятствуют различные условия, вызывающие страх: яркое освещение, открытое пространство и т.д. (Кулагин Д.А., Болондинский В.К., 1986; Фабри Э.К., 1976). На фоне такой относительно умеренной стрессовой ситуации выделяют отдельные компоненты ИА: обнюхивание, горизонтальную и вертикальную локомоторную активность, опускание головы, которые, по мере ознакомления животного с обстановкой угасают (Буслович СЮ. с соавт., 1989; Григорьев Н.Р., 2001). Имеются сведения о том, что ИА, напротив, инициируются, активизируются и поддерживаются в течение определенного времени страхом, особенно в ситуациях, взаимодействующих с оборонительным поведением и активным избеганием (Seligman M.E.P., 1970).
Нейрофизиологически ИА связывают с активностью адренопозитивных веществ гигаюкампальных структур мозга (Semenova T.P. et al., 1987). Изменению ИА значительно способствуют эндогенные опиаты - эндорфины и энкефалины (Katz R.J.., Gelbert J., 1978). Многие эндогенные олигопептиды, в том числе ангиотензин II, также увеличивают ИА или некоторые её проявления (Georgiev V. et al., 1984).
Большинство работ по изучению ИА (Livesey P., Egger G., 1970; Mager R., Klingberg F., 1993; McDonald R.J., White N.M., 1995; Meyers F.H., Abreu B.F., 2002) в методиках ОП и предложенного S. Pellow et al. (1985, 1986) ПКЛ носит прикладной характер и связано с потребностями психофармакологии, а именно разработкой, проверкой, контролем и допуском различных транквилизаторов (анксиолитиков), противотревожных средств к клинической практике, особенно препаратов бензодиазепинового ряда, которые являются экзогенными лигандами бензодиазепиновых рецепторов нервных клеток головного мозга (Salt J.S., Taberner P.V., 1984).
17
ИА в методиках ОП и ГЖЛ имеет низкие энергетические затраты, так как это преимущественно работа афферентных гностических систем мозга, обеспечивающих сбор и обработку поступающей информации, что некоторые авторы относят к этапу афферентного синтеза, согласно концепции поведенческой функциональной системы (Кулагин Д.А., Болондинский В.К., 1986; Федорович Г.И., 1987). Как только устраняется неопределенность и новизна ситуации, ИА минимизируется или прекращается совсем (Гублер Е.В., 1990; Петров В.И. с соавт., 1996; Хайнд Р., 1976).
Н.Р. Григорьев (1998) осуществил дифференцировку ИА и ПА, которые ранее были приравнены друг к другу: «ИА является следствием удовлетворения потребности в информации, а потому, как и все другие биологические формы, имеет постоянное представительство в структуре поведения в отличие от ПА, которая является только временно формируемым состоянием на основе уже других высших идеальных потребностей. ИА обязательно предшествует во времени поисковой, а потому обслуживает последнюю, а не наоборот. Оптимизация поиска невозможна без предварительного исследования, а потому они теснейшим образом связаны друг с другом. Поиск - это уже преимущественная работа эфферентных систем мозга на основе полученной в ходе исследования и продолжающей поступать информации. Поиск - это чаще всего временная и остро императивная стрессовая ситуация, постоянно требующая принятия актуального решения».
Таким образом, из литературных источников стоит выделить тот факт, что поиск имеет неоднородную структуру и содержит эмоционально-энергетические и когнитивный (эффективность поиска) показатели. Кроме того, ПА лежит в основе комплекса поведенческих адаптационных механизмов, обеспечивающих быстрое приспособление организма к экстремальной ситуации, его выживаемость в условиях стресса. Поисковая активность |
