Способ определения индивидуально-типологических особенностей поведения у животных

(51) 61 5/16 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ регистрируются показатели двигательной горизонтальной активности - число пересеченных периферических квадратов и показатели ориентировочно - исследовательской реакции число вертикальных стоек и максимальное время нахождения в центре открытого пространства. При этом дополнительно на животных воздействуют эмоциональным раздражителем в виде сигналов от болевого раздражения животного - жертвы,регистрируя показатели стрессоустойчивости время первого выхода из предпочитаемого отсека и время формирования условного рефлекса на данный раздражитель. Затем по соотношению полученных показателей производят распределение животных на три типологические группы стрессоустойчивости высокоустойчивые,низкоустойчивые и промежуточные, а по соотношению полученных показателей двигательной активности определяют е уровень - высокоактивный, низкоактивный и промежуточный. По совокупности показателей стрессоустойчивости и уровней двигательной активности,определяют индивидуальнотипологические особенности поведения, условно выделяя три типа высшей нервной деятельности, так при совпадении высокоактивности и высокоустойчивости, констатируют сильный тип,при значениях низкоактивности и низкоустойчивости - слабый, а остальное промежуточный тип.(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт физиологии человека и животных Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Центр биологических исследований Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Симонов П.В. Индивидуальный мозг. Структурные основы индивидуальных особенностей поведения. М. Наука - 1993, - с.125(57) Изобретение относится к экспериментальной физиологии и предназначено для исследований в области высшей нервной деятельности, в частности выявления индивидуальных типологических особенностей высшей нервной деятельности животных (крыс). В способе определения индивидуальнотипологических особенностей поведения у животных, включающем их тестирование в условиях умеренного стресса, при котором на животных, помещенных в открытым пространстве воздействуют ярким освещением, при этом 21909 Изобретение относится к экспериментальной физиологии и предназначено для исследований в области высшей нервной деятельности, в частности выявления индивидуальных типологических особенностей высшей нервной деятельности животных (крыс). Действие стресса на человека вызывает неоднозначные ответные реакции, которые зависят от устойчивости или предрасположенности организма к нарушению различных соматовегетативных функций. Различные конфликтные ситуации с ярким психоэмоциональным эффектом влекут за собой развитие длительного эмоционального напряжения. Выявление индивидуальных типологических особенностей поведения у человека является актуальной и необходимой мерой для благоприятного прогноза лечения невротических расстройств. Однако лишь на основе экспериментального моделирования на животных решается проблема выявления ранних признаков и диагностики, а также разработка профилактических мероприятий различных форм клинических неврозов у человека. Известен способ определения индивидуальных особенностей поведения у крыс путем тестирования поведения животных в условиях умеренного стресса, вызванного вынужденным плаванием в бассейне с водой при температуре 201 С 0. Тест основан на наблюдении за крысами, которые вынуждены долго плавать в бассейне, при отсутствии возможности выбраться из него. После начального периода активных попыток, животные резко снижают свою активность до минимума,необходимого только для удержания головы на поверхности. Длительность теста составляет 5 минут. При этом регистрируется показатель двигательной активности (ДА) животного по общему времени активного плавания и времени плавания до первого зависания в бассейне (Калуев А.В. Проблемы изучения стрессорного поведения изд. , Киев 1998 г., с. 102). Недостатком известного теста является зависимость паттернов поведения животных от условий проведения теста, прежде всего от температуры воды. Поскольку сама процедура тестирования приводит к резкой гиподинамии, то подверженность теста ложным позитивам артефактам, связанным с изменением общей ДА, а также отсутствие элементов ориентировочноисследовательской реакции(ОИР) снижает достоверность его применения при определении индивидуально типологических особенностей поведения у крыс в условиях умеренного стресса. Известен другой способ определения индивидуально - типологических особенностей поведения крыс путем их тестирования в условиях умеренного стресса, обусловленного обстановкой норковой камеры. Модель норковой камеры представляет собой обычную камеру с отверстиями- норками в полу, достаточно большими, чтобы животные могли просунуть в них мордочки. При этом регистрируется показатель ОИР поведения животного - количество вертикальных стоек и специфическая норковая активность, интенсивность которой оценивается по количеству заглядываний в отверстие, по среднему времени заглядывания в норку. Обычно тест длится 5-10 минут. (Калуев А.В. Проблемы изучения стрессорного поведения изд., Киев 1998 г., с. 103). Известен ещ один способ определения индивидуальных особенностей поведения путем тестирования крыс в условиях умеренного стресса,обусловленного обстановкой крестообразного приподнятого лабиринта. Тест основан на наблюдении за крысами, помещенных в незнакомый для них приподнятый У-образный лабиринт. В нм они проводят меньше времени в открытом рукаве лабиринта, чем в закрытом. Длительность теста составляет 5 минут. При этом регистрируется показатель уровня тревожности, к которому относят число выходов и длительность пребывания животных в открытых рукавах, а также количество выходов в закрытые рукава. При этом общее количество выходов отражают важный поведенческий показательуровень ДА животных. (Калуев А.В. Проблемы изучения стрессорного поведения изд. , Киев 1998 г., с. 104). Однако, несмотря на богатый стандартный набор поведенческих реакций в известных тестах, таких как груминг, уринация, дефекация и других,отсутствие одного из показателей проявления врожденного поведения, таких как ДА или ОИР, а также стрессоустойчивости ограничивает возможность их применения при определении индивидуально-типологических особенностей поведения животных. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ определения индивидуально-типологических особенностей поведения,путем выявления показателей, характеризующих поведение животных(крыс) в условиях умеренного стресса в тесте открытое поле (ОП). Для этого пол закрытого круглого поля, с высотой стенок 45 см, диаметром 100 см, разделяют на 64 квадрата размерами 1010 см, 16 из которых были ярко освещены и считаются центральными. Помещенные на незнакомую открытую площадку животные демонстрируют ОИР и ДА. При этом регистрируют такие врожденные поведенческие показатели, как горизонтальная активность(ДА) число пересеченных периферических квадратов и показатели ориентировочноисследовательской реакции число вертикальных стоек и максимальное время нахождения в центре открытого пространства. Сильная зависимость наблюдаемого в тесте поведения от конкретных эспериментальных условий, а также от состояния самого животного,прежде всего, степени его стрессированности или страха снижает достоверность поведенческих показателей при определении индивидуально типологических особенностей поведения у крыс в условиях умеренного стресса. Кроме того,отсутствие причинно-следственной связи между 21909 уровнем стресса и указанных поведенческих паттернов также отрицательно влияет на степень их достоверности. Задачей изобретения является создание способа определения индивидуально-типологических особенностей поведения у крыс. Технический результат повышение достоверности определения индивидуальнотипологических особенностей поведения у крыс в условиях стресса, за счет регистрации показателей стрессоустойчивости. Технический результат достигается тем, что в способе определения индивидуально-типологических особенностей поведения у животных,включающем их тестирование в условиях умеренного стресса, при котором на животных,помещенных в открытым пространстве воздействуют ярким освещением, при этом регистрируются показатели двигательной горизонтальной активности - число пересеченных периферических квадратов и показатели ориентировочно - исследовательской реакции число вертикальных стоек и максимальное время нахождения в центре открытого пространства. При этом дополнительно на животных воздействуют эмоциональным раздражителем в виде сигналов от болевого раздражения животного - жертвы,регистрируя показатели стрессоустойчивости время первого выхода из предпочитаемого отсека и время формирования условного рефлекса на данный раздражитель. Затем по соотношению полученных показателей производят распределение животных на три типологические группы стрессоустойчивости высокоустойчивые,низкоустойчивые и промежуточные, а по соотношению полученных показателей двигательной активности определяют е уровеньвысокоактивный, низкоактивный и промежуточный. По совокупности показателей стрессоустойчивости и уровней двигательной активности,определяют индивидуальнотипологические особенности поведения, условно выделяя три типа высшей нервной деятельности, так при совпадении высокоактивности и высокоустойчивости, констатируют сильный тип,при значениях низкоактивности и низкоустойчивости - слабый, а остальное -промежуточный тип. В основу предлагаемого способа положены результаты многолетних исследований в области высшей нервной деятельности. Возможность благоприятного прогноза развития или лечения невротических расстройств зависит от типа высшей нервной деятельности (ВНД) человека,от его генетически детерминированной устойчивости к эмоциональному стрессу. При моделировании различных патологий на животных,положительный результат зависит от адекватности выбранных тестов и регистрируемых поведенческих параметров. Врожденное поведение в виде избегания опасной ситуации у крыс выражается в таких реакциях как замирание, затаивание, бегство,избегание открытых ярко освещенных мест. От комплекса таких реакций, от способности адекватно и быстро менять стратегию поведения зависит выживаемость вида, особи в естественной среде. Известный тест открытое поле (ОП) в значительной степени отвечает таким требованиям,так как имеет такой важный фактор как новизна и аверсивность ситуации,создающие условия умеренного стресса. При тестировании на эмоциональный резонанс(ЭР) животные в условиях острого эмоционального стресса демонстрируют поведение, которое дает возможность прогнозировать их индивидуальную устойчивость к экстремальным факторам. При этом вырабатывают условный рефлекс у крысыреципиента на эмоциональный раздражитель,представленный сигналами болевого раздражения крысы- жертвы. Для избавления крысы-жертвы от действия тока, крыса-реципиент должна была переместиться из предпочитаемого помещения в непредпочитаемое. Этот тест обладает достоинством выявления скрытых приспособительных возможностей определенной части животных слабого типа и присутствие низкой эмоциональной реакции определенной части животных сильного типа высшей нервной деятельности (ВНД). Он позволяет с большой степенью достоверности отделить прогностически высокоустойчивых, высокоактивных животных от высокоактивных,но неустойчивых к стрессу особей. При сравнительном исследовании данных,полученных в двух тестах,показатели ориентировочно-исследовательского поведения в тест ОП были приняты за проявление врожденного поведения по сравнению с показателями в тесте ЭР,которые являются показателями, характеризующими приобретенное условнорефлекторное поведение. В связи с этим, определение типов ВНД у животных более достоверно с применением двух тестов, использующих два стресса - умеренный и острый эмоциональный. При этом считается, что крысы высокоактивные обладают высокой устойчивостью к стрессу, а низкоактивные животные - низкоустойчивые к стрессу. Однако в ходе проведенных исследований у большей части низкоактивных крыс были выявлены пониженные способности к формированию условного рефлекса в тесте ЭР на фоне повышенной чувствительности к незнакомой среде, как экстремального стрессфактора. У большей части высокоактивных крыс,выявлены меньшие классические проявления стресса при избавлении от боли крысу-жертву, то есть они проявляют высокую устойчивость к стрессу. Также были выявлены основания для предположения наличия низкоустойчивых к стрессу животных в группах высокоактивных животных и наоборот. Способ осуществляют следующим способом. С целью определения индивидуальнотипологических особенностей поведения животных тестированию подвергают белых беспородных крыс. Для этого их тестируют в условиях умеренного стресса. При этом, на помещенных в открытым пространстве животных воздействуют ярким 3 21909 освещением. На незнакомой открытой площадке животные демонстрируют показатели, характеризующие врожденное поведение. В ходе тестирования регистрируют двигательную горизонтальную активность - число пересеченных периферических квадратов (ДА) и показатели ориентировочно - исследовательской реакции (ОИР)- число вертикальных стоек, остановок и заглядываний, (ВА) и максимальное время нахождения в центре открытого пространства (Т центр). Время исследования в тесте ОП - 5 мин. Анализ полученных данных показывает, что животные значительно отличаются по числу пересекаемых горизонтальных квадратов,вертикальной двигательной активностью и временем нахождения в освещенных центральных квадратах. На основе полученных данных, по соотношению показателей ДА И ОИР животных разделяют на 3 уровня двигательной активности высокоактивный, низкоактивный и промежуточный. Затем животные в условиях острого эмоционального стресса проходят тестирование на ЭР. При этом у крысы-реципиента вырабатывают условный рефлекс на эмоциональный раздражитель,представленный сигналами болевого раздражения крысы- жертвы. Для избавления крысы-жертвы от действия тока, крыса-реципиент должна была переместиться из предпочитаемого помещения в непредпочитаемое. При этом регистрируют показатели стрессоустойчивости - время первого выхода из предпочитаемого отсека и время формирования условного рефлекса на данный раздражитель. По соотношению полученных показателей производят распределение животных на три типологические группы стрессоустойчивости высокоустойчивые,низкоустойчивые и промежуточные. Затем по совокупности показателей стрессоустойчивости и уровней двигательной активности,определяют индивидуальнотипологические особенности поведения, выделяя три типа высшей нервной деятельности, так при совпадении высокоактивности и высокоустойчивости, констатируют сильный тип, при значениях низкоактивности и низкоустойчивости слабый, а остальное - промежуточный тип. Пример С целью определения индивидуальнотипологических особенностей поведения животных тестированию были подвергнуты 300 белых беспородных крыс, весом 180-250 г, разного пола в возрасте от 5 до 10 мес. При этом использовали известный поведенческий тест открытое поле,который трактуется как форма умеренного стресса. Открытое поле представляет собой закрытое круглое поле, с высотой стенок 45 см, диаметром 100 см, пол которого разделен на 64 квадрата размерами 1010 см, 16 из которых ярко освещены и считаются центральными. Помещенные на незнакомую открытую площадку животные демонстрируют показатели,характеризующие врожденное поведение. Регистрируют двигательную горизонтальную активность - число пересеченных периферических квадратов (ДА) и показатели ориентировочно - исследовательской реакции (ОИР)- число вертикальных стоек, остановок и заглядываний, (ВА) и максимальное время нахождения в центре открытого пространства (Т центр). Время исследования в тесте ОП - 5 мин.,Анализ полученных данных показывает, что животные значительно отличаются по числу пересекаемых горизонтальных квадратов,вертикальной двигательной активностью и временем нахождения в освещенных центральных квадратах. На основе полученных данных,животных разделяют на 3 уровня индивидуальнотипологических особенностей поведения крыс в тесте, приведенных в таблице 1. Таблица 1 Индивидуально-типологические особенности крыс в тесте открытое поле Группы животных ДА ВА Высокоактивные Низкоактивные Промежуточные Так первая группа крыс характеризуется максимальным временем нахождения в центре (Т центр.кв.) от 21 до 28 сек, максимальной горизонтальной (ДА) - от 70 до 97 пересеченных квадратов, вертикальной двигательной активностью(ВА) - от 14 до 19 стоек. Крысы этой группы обозначены как высокоактивные. Поведение второй группы животных отличается минимальным периодом выхода в центр (от 5 до 7 сек) и низким уровнем ориентировочноисследовательской активности (от 38 до 47 пересеченных квадратов, от 11 до 14 стоек). Данную группу условно определяют как низкоактивные животных. 4 Оставшиеся животные, не вписавшиеся в обе группы крыс, относят к животным промежуточного тип поведения. Крысы данной группы совмесщают достаточно высокие показатели двигательной активности и минимальные значения времени посещения ярко освещенных центральных квадратов. После определения индивидуальных типологических особенностей поведения животных в тесте открытое поле, у тех же животных определяют эмоциональную устойчивость к стрессу,оказывая на них воздействие эмоциональным раздражителем. При этом у крысы-реципиента вырабатывается условный рефлекс на эмоциональный раздражитель, представленный 21909 сигналами болевого раздражения крысы-жертвы. Для избавления крысы-жертвы от действия тока,крыса-реципиент должна переместиться из предпочитаемого помещения в непредпочитаемое. Реакция эмоционального резонанса считается выработанной, если животное проводит в предпочитаемом помещении менее 100 с при 5-мин. тестировании. Для выработки рефлекса требовалось от 4 до 15 опытов. В соответствии с условиями данного теста определяют сроки формирования условного рефлекса поведения (Тформиров.УРП), а также время первого выхода (Т 1-го выхода) из благоприятного отсека. Кроме того, для повышения достоверности данных также определяют двигательную активность, аналогично тесту открытое поле. На основе полученных данных, животных также разделяют на 3 группы - высокоустойчивые к стрессу, низкоустойчивые к эмоциональному стрессу и группу промежуточного поведения. Ниже в таблице 2 приведены индивидуальнотипологические особенности поведения крыс в тесте эмоциональный резонанс Особенности индивидуально-типологических особенностей поведения крыс в тесте эмоциональный резонанс Группы Прогностически высокоустойчивым к действию стресса относятся особи с максимальной активностью - от 35 до 41 пересеченных квадратов на периферии, от 6 до 7 стоек, и минимальным периодом 1 -го выхода - от 44 до 58 сек и сроками формирования условного рефлекса 6-9 дней. Животные 2-ой группы - низкоустойчивые к эмоциональному стрессу, показывают минимальный уровень ориентировочно-исследовательской активности (число пересеченных квадратов от 13 до 16, стоек от 1,7 до 2,7), максимальное время первого выхода из затемненного отсека - от 120 до 129 сек и время формирования условнорефлекторного поведения растянулось от 12 до 17 дней. Большой интерес представляет поведение 3 группы животных-промежуточной. Также отмечены особи с эпизодическим проявлением ярко выраженного сочувствия к крысе-жертве и активной двигательной реакцией,но для формирования условного рефлекса этим крысам потребовалось более 15 опытов. Далее производят сравнительный анализ данных,распределенных по группамв тестах ОП и ЭР Таблица 3 Сравнительные данные распределенных по группамв тестах ОП и ЭР Группы Высокоактивные высокоустойчивые Низкоактивные низкоустойчивые Промежуточные Сравнительный анализ полученных данных в процентном соотношении показывает, что-18,24 животных с высокой двигательной активностью показали высокую резистентность к стрессу в условиях острого стресса, а более 8 животных с высокой двигательной активностью не проявили эмоционального резонирования на зоосигналы крысы-жертвы, а сроки формирования УРП растянулись до 15 опытов и более-около 30 низкоактивных животных не проявили эмоционального сочувствия к крысежертве, а у оставшейся части - 5,6 животных наблюдали растянутое во времени проявление реакции резонирования.-51,89 животных, составили промежуточную группу, в которую также вошли животные из 1 й(8) и 2 й (5,6) групп. Для животных этой группы было характерно 2 типа поведения - низкая ориентировочно- исследовательская реакция в сочетании с ярко выраженной реакцией на эмоциональное сочувствие к крысе-жертве(16,6 ) у большей части - 35,3 отмечали активную двигательную активность на фоне сниженных способностей к обучению на сочувствие. Таким образом, сравнительный анализ поведения животных в 2-х тестах позволяет с большей степенью достоверности выделить 3 типа поведения, условно обозначаемых как сильный,слабый и промежуточный. К животным, выделенным как сильный тип высшей нервной деятельности,относятся 5 21909 высокоактивные и высокоустойчивые к эмоциональному стрессу особи, составляющие примерно 18-20 от общего количества. Низкоактивные и неустойчивые к стрессу крысы,составляющие приблизительно 30 от общего числа, составляют группу особей со слабым типом ВНД, а остальные, около 52, вошли в промежуточную группу (табл.3). Таким образом, определение индивидуальных типологических особенностей животных в тестах открытое поле и эмоциональный резонанс является достоверным способом определения типа высшей нервной деятельности, человека, что является актуальной и необходимой мерой для благоприятного прогноза лечения невротических расстройств. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ определения индивидуальнотипологических особенностей поведения у животных, включающий их тестирование в условиях умеренного стресса, при котором на животных, помещенных в открытом пространстве,воздействуют ярким освещением, при этом регистрируют показатели двигательной горизонтальной активности - число периферических квадратов и показатели ориентировочноисследовательской реакции - число вертикальных стоек и максимальное время нахождения в центре открытого пространства, отличающийся тем, что дополнительно на животных воздействуют эмоциональным раздражителем в виде сигналов от болевого раздражения животного - жертвы, при этом регистрируют показатели стрессоустойчивости, затем по соотношению полученных показателей производят распределение животных на три типологические группы стрессоустойчивости высокоустойчивые,низкоустойчивые и промежуточные, а по соотношению полученных показателей стрессоустойчивости и уровней двигательной активности,определяют индивидуально-типологические особенности поведения.