Способ определения физиологического состояния при моделировании невроза у лабораторных животных

-висце , с,576 ИЗИОЛОМОДЕЛИТОРНЫХ Изобр высшей н эксперим тической Гн где - и гии в ба ая оценка уро гралх;ичест оло- к во определенн ского состояни тво баллов, при показателю, на -м при сопост еля состояния ж ведены градац разной глубины ех покя;сваив лсгичличеномучая Мказат аемоес пер- Ди ре а еде авлен ивотн ии ка ного шкалои, г показател М, - су) =1эателей,Получен ишкалы произвВначале у кали условный ипри деиствиидифференцир баллов дл 1 ения разом, атывафлекс затем СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТН ДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ фГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОВАНИИ НЕВРОЗА У ЛАБОРЖИВОТНЫХ етение относится к физиологииервной деятельности, а именно. к нтальному исследованию невроатологии,иЦель изобретения - повысить точность и объективность способа, выбранного в качестве прототипа, применяя методы систематизации показателей функционального состояния и их оценки по соответствию типичной градации глубины патологии.Поставленная цель в заявляемом способе определения физиологического состояния животного при моделировании невроза, осуществляемом путем наблюдения условнорефлекторной деятельности, дсстигается благодаря тому, что определяют показатели функционального состояния организма и мозга в баллах для заданных градаций глубины патологии каждого показателя, определяют глубину невротического состояния, сравнивая интегральные показатели, установленные для разных степеней патологии, с тем, который вычислен для данного экспериментального животного по формуле(57) Использование: в ветеринарии, в частности в экспериментальных исследованиях невротической патологии животных, Сущность изобретения: способ предусматривает определение показателя функционального состояния организма и мозга в баллах для заданных градаций глубины патологии каждого показателя, Определяют глубину невротического состояния, Для этого сравнивают инте ральные показатели, установленные д;,.: раэых степе ей патологии, с тем, которыйычислен для даннос экспериментального жиган;га по приведенной формуле. 6 ил,е данных для состав одилось следующим обждого животного вы раб ищедобывательный ре светового стимула, а овка световых сигналоменяющихся по интенсивности. После упрочения дифференцировок животное подвер галось операции, в ходе которой вживляли хронические макро- и полумикроэлектроды в корковые и подкорковые структуры мозга, и хемотроды в боковые желудочки головного мозга, а также вживляли фистулу (по засову) желудка для подачи механического и химического раздражения, Когда полностью восстанавливалось состояние животного после операции и нормализовалась условнорефлекторная деятельность, начинали эксперименты с регистрацией электрофизиологических показателей. Убедившись в их постоянстве (уровень нормы) переходили к моделированию невротической патологии, применяя различные методы невротиэации, включавших в себя острое и хроническое стрессирование. В части опытов с острым стрессом применяли введение в мозг раствора кинуренина, Такое введение служило для моделирования состояния тревожности и способствовало углублению невротизации, Проведены опыты с введением раствора серотонина, вызывавшего эффект нормализации, В опытах с хроническим стрессом применяли искусственное воздействие на активирующую систему мозга, производя прерывистое электрическое раздражение, сопровождавшее условные световые сигналы, и непрерывное в течение всего перода эксперимента. Лочижение акт вации "лоделировалось посредством ;шения реик,- лярных стволовых струкур моз а зрительного возбуждения Последствия острого стресса наблюдали около г олугодэ. а хронический стресс не менее 1 г В каждой модификации опытов испопьзовэ и не ме нее 5 животных при условии однозначности полученных данных, что (по критерию знаков) служило гарантией их достоверности, Обращалось внимание на однонаправленность изменений показателей, а не на пол. ную идентичность. Полная идентичность не достигалась ввиду различной глубины патологии, поэтому систематизация производилась с разграничением по глубине патологии, Выделено 3 градации: слабая, средняя и глубокая, При этом ориентировались на 3 степени нарушения условнорефлекторной деятельности; во-первых, когда у животного незначительно нарушена условнорефлекторная деятельность и нарушения прослежены лишь в реализации активационных влияний, во-вторых, когда существенно затруднена и условнорефлекторная деятельность и углублены патологические изменения в активирующей системе, и в- третьих, когда условнорефлекторная дея тельносгь становилась невозможной, Иэ полученного массива были выделены данные но различным показателям, распределены по трем градациям и оформлены в таблицу, Чтобы получить возможность количественно оценивать патологию, каждой из 3 градаций назначены оценки в баллах. Тем самым составленная таблица преобразовывалась в шкалу оценки.Если исходить из предложенной шкалы, то типичному нормальному состоянию соответствует интегральный показатель 1=0, случаю слабой патологии 1=-1, средней 1=2 и глубокой 1=3, Эти значения соответствуют числу баллов, назначаемых отдельным типичным пс казателям, наблюдающимся у невроизирсванного животного, Отмеченная особе носгь обусловлена тем, что формула подсчета интегрального показателя при оценке состояния животного была составлена таким образом, чтобы исключить зависимость от количества показателей (вэрьирование этого количества неизбежно в условиях реального эксперимента). И поэтому ясно, что интегральные показатели, равные или мало отличающиеся от указанных характеризуют норму, слабую, среднюю и глубокую патологию,Ч о касэегся состояний, оцениваемых ;.ал. чинами интегрального показателя, занимающими промежуточного положение, то здесь.",ицы состояний яеллются условными Е ли интегрэьныи показатель 1 не дости,"эет по своей величине 0,5, то состоя- - и о, . нивле, ся кэк.рмэльное если равенли преассхпдит 0,5, но не достигает 1,5, то остояие оценивается как слабая патоло;ив, есги равен или превосходит 1,5, но не достигает 2,5, то это средняя патология и, н; кон ц, если равен или превосходит 2,5, то зто состояние глубокой патологии.Дагее следует пояснить те возможности, которыми обладает шкала, позволяя оценивать не только качественное скачкообразное изменение состояния, но и отмечать постепенность его изменения, Способ дает возможность прослеживать скорость (если ведется хронологический контроль) и направление (в сторону углубления или нормализации) развития патологии. 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 Область применения предложенного способа находится в экспериментальной работе, где приходится не просто оценивать состояние животного на данный момент, а часто стоит более сложная задача установить, как подействовал тот или иной фактор на развитие патологии. И здесь количественная оценка физиологического состояния, которую способ позволяетпроизводить, полезнее, чем качественная оценка,Работа по предложенному способу предусматривает дополнительное графическое изображение соотношение показателей, Конкретно, процедура построения графика состояла в следующем, Сначала вычерчивали 2 оси графика. По горизонтали отмечали исследуемые показатели, сгруппированные по принадлежности к поведенческим, вегетативным, биохимическим, электрофизиологическим мозговым, По вертикали отмечали число баллов, полученное при сравнении наблюдаемого показателя с тем, который содержится в шкале. Затем проводили эксперимент на том животном, состояние которого требовалось оценить, Из экспериментальных наблюдений выбирали данные и сравнивали со шкалой. Если данные соответствовали норме, то показатель получал 0 баллов, что отмечали на графике. Если соответствовал слабой патологии, то отмечали 1 балл, если средней, то 2 и если глубокой - то 3 балла, Соединяя полученные точки, получали на графике ломаную линию, подъем на которой соответствовал наибольшему отклонению показателя от нормы. Если это касалось группы показателей, то можно было сделать вывод о преимущественной направленности изменений (поведение, аегетатика и т,д),И наконец, подсчитывали общее количество баллов и по вышеприведенной формуле определяли интегральную оценку физиологического состояния животного,Изобретение иллюстрируется следующими примерами;П р и м е р 1. Оценка физиологического состояния невротизированного животного,Животное М 157, кошка (самец), возраст 3 г, вес 4,5 кг. Моделирование патологии высшей нервной деятельности у этого животного производилось с помощью острого стрессирования, заключавшегося в экстренной замене пищевого сигнала болевым. (В момент поедания через кусок мяса и через тело животного пропускали электрический ток с напряжением 10 В, Один электрод был скрыт в куске мяса, а другой присоединен к игле, вставленной в кожу задней ноги). Процедуру повторили через день. В результате такого воздействия у животного возникло нарушение высшей нервной деятельности, степень которого требовалось оценить, для чего применили предложенный способ,Анализ состояния производили через 2 недели после стрессорного воздействия, Вначале оценили внешний вид животного. Если вес снизился до 3,5 кг. Животное неоп 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рятно, шерсть слипшаяся, потому что оно перестало себя вылизывать. Экскреция совершалась не в специальном ящике с опилками, а в случайных местах без последующих попыток скрыть экскременты. У кошки возникла трофическая язва на спине, Внешний вид (иллюстрируется на фиг.1) оценен по шкале в 3 балла. Затем отмечен характер отношений с нормальными животными (самок в группе не было). Больная кошка подавлялась всеми нормальными, в то время как до невротизации животное выступало в роли потенциального лидера У больной кошки оказался высокий уровень тревожности, она была малоподвижна, скованна в движениях (показатели оценены в 3 балла), Она избегала контактов с другими животными, лежала, прижавшись в стене, Взгляд неподвижен, зрачки сужены. Когда у больного животного пытались вызвать защитные реакции и агрессию, показывая собаку, то оно отвечало пассивно-оборонительной реакции, затаиванием, Наблюдали при этом мочеиспускание и дефекацию, Описанные показатели соответствовали глубокой патологии (3 балла по шкале). Следует отметить, что пробы на страх и агрессию были единичными, Чтобы они не смогли повлиять на ход эксперимента, их никогда не проводили перед ним.Далее отметили, каково отношение животного к экспериментатору и экспериментальной обстановке. При появлении экспериментатора в виварии, животное никак не реагировало, лежало в неизменной позе. При приближении экспериментатора затаилось, Отказалось само идти на опыт, пришлось нести и класть на станок (3 балла по этому показателю),Затем наблюдение продолжили в экспериментальной камере, подсоединив к регистрирующей аппаратуре мозговые электроды, а также электроды, отводящие электрокардиограмму и миограмму шейных мышц, и включив датчик пневмограммы, Во время опыта работал отметчик, регистрировавший пищедобывательную реакцию, Для подачи интероцептивной стимуляции в желудок через фистулу вставляли резиновый баллон (для механического раздражения), В момент подключения электродов кошка не сопротивлялась, но стремилась забиться вглубь станка, вздрагивала в момент прикосновения к ней (глубокая патология - 3 балла). Животное длительное время перед стрессированием тренировалось, был выработан прочный условный рефлекс и дифференцирование световых сигналов. Нормальные характеристики всех показателей были проверены до патогенных воздей 1824186с 1 вии,осле которых тренировка животно. .Ое прекращалась, Проведенный контрольный опыт (контроль состояния) показал следующие особенности состояния невротиэированного животного, отразившиеся в различных показателях, Прежде всего зафиксированы фоновые параметры ЭЭГ. Они (иллюстрация на фиг.З) прослеживаются до нанесения раздражения, В фоне подавлены медленные ритмы тета- и дельта- диапазона, свойственные ЭЭГ спокойного нормального животного (степень соответствует средней патологии - 2 балла). На таком фо е, хотя и не так отчетливо, как в норме, прослежена активация возникающая при деиствии:весовых сигналов, Анализ вели 1 ины реакции активации показал, что она ,1 шена зависимости От биологической значимости сигналов (глубокая патология - 3 Г;элла),Анализ спектра частот фоновой ЭЭГ у н-: еротизированного животного представ-Он на графике, где приведена мощность всех частот (медленных и быстрых). Сравниеак график невротизироеанного животного (приведен внизу фиг,2) с верхним (фиг,2), иллюстрирующим характер ЭЭГ нормальсого животного, можно проследить степень эдения мощности медленных ритл 1 ое. с 1 Г.З иллюстрирует дог 1 олниельно к Э ЭГ О "обеннпсти сердечной деятельности и р, гмики ды;ательных движений Г 1 рссле.ие,кется высокак частота сердечных о,ращений, она могла достигать 200 сокращений в мин (нэ фиг.З максимальнсе изменение не демонстрируется). Кроме эри 1 мии, нарушение сердечнои дея 1 ельнэсти у животного характеризовалось возникновение экс 1 расисгол (прослеживается на сс иг.З) Го сердечному показателю достигнута глубокая патология - 3 балла. Частота дыхательных движений была у невротизированного животного сравнительно невысокой (по сравнению с типичными данными глубокой патологии), Интервал дыхательных движений составлял в момент, иллюстрируемый на фиг.З, 2,1 - 2,3 с, однако в другие моменты уменьшался до 2,0 - 1,8 с, то есть оценка показателя в баллах равна 2,При подсчете процентов правильных з;фекторных ответов учитывали не только случаи последовательного торможения при действии положительных сигналов, но и попытки открыть кормушку на отрицательные стимулы, Применяли формулу м% = -С - + - - хоо д(Ь+с 1)где ПЛ - суммарный показатель неадекватных пищедобывательных ответов (;С); 5 10 15 20 25 3 г 1 о 5 40 45 50 55 а - число неадекватных зффекторных ответов, когда живогное не брало подкрепление при действии положительных стимулов;Ь - количество положительных сигналов в эксперименте;с - число попыток животного открыть кормушку при действии отрицательных сигналов;б - число отрицательных раздражителей в опыте.Животному было предъявлено 20 положительных и 20 отрицательных сигналов, оно в 14 случаях пропустило положительный сигнал, не открыв кормушку, и в 10 случаях неотдифференцировало отрицательный сигнал от положительного, то есть процент ошибок достиг 60% (3 балла),В качестве показателей глубины патологии использовали также пороговую величину раздражения для вызс ва реакции активации ЭЭГ при действии кстеро- и интероцептивных раздражителе,1. В эксперименте отмечено, что у исследуемого животного порог механического интероцептивного раздражения возрос на 70% по сравнению с нормой (что стражено на фиг 4), Такое возрастание свидетельствует о глубокой патологии (3 балла),Далее в эксперименте ог:ределяли эо влияние которое оказывает 11 нтероцептиеное раздражение на выраженность ЭЭГ ракций и услоенорефлек 1 орные пищедобывательные ответы Уехэноинтероцеп 1 иеное раздражение оказывало тормозное дгйстеие, е среднем, на 20 оснижая уров.нь Огеетов, а химическое - на 30%, что соответствовало глубокой патологии (3 балла),Определил содержание серотонина в крови, подсчитали относительное увеличение. Оно составило 113 о(повысилось на 1800 нгlмл при норме 1600 нг/мл) - 3 балла.В эксперименте проводили наблюдение за л 1 ультиклеточной импульсацией зрительной коры (поскольку условный рефлекс вырабатывался на зрительные сигналы), второй соматосенсорной зоны (эона максимальных ответов на интероцептивные стимулы) и первой соматосенсорной зоны, При анализе ответов основное внимание уделяли циклам (анэлизировали амплитуду цикла, то есть предельное изменение частоты в цикле, и длительность его периода) изменений частоты импульсации. В норме такие Ответные изменения хорошо выражены и их величина соответствовала биологической значимости раздражения. У исслЕдуемого животного не только не обнаружено такого соответствия, но и отмечено нивелированиеурОВНя О ГВС ГОВ С ФОНОВЫМИ КС)Рния/11 )дты чго можно прос/)Р д Гь на фиг.5 где иллюстрируется осл )олеР)ис отвесов Р 3 балла).Определяя харак ер -.а)р,медленнРях изь)енений б/ Сьлалтр.)хил)ичесРсго потен- Ц, аЛа КОРКОВЫХ и ПОДКОРКГ,РЬ х . ТДРЛОВ МОЗ- га (частота в пределах 0 1-1 Гц), у эксперименталного животного отметили вариабельность фонового ри.гмэ, отсутствие той стабильности фоновых колебаний, когсрые свойсгв-; ы норме Слабо выражены ответные изменения биопо 1 енцидла. чго так)Р харак-еризует Р гбокс) патологию (3 бд.)ла), Д/)я иллюстрд:,ии пригодится фиг.б с рлзультдтамР 1 ре исграции биопо- тЕНЦ, алд,с Г,РЗЯЛ. НОГО ОТДЕ а П ППОКаМГ)д, Здп 1 сь миогоамл 1. Р пн-ьл 1 Гг)РРмь):.л/кит конт )лРам огп ч ккиаотнг; а мо:ант ре- )РСТР)аИ 1 Р 1) СоваРгГ 0 ДВИХК и "Р 1 СПОСОО"ч Р, арт/. Р: ): .,)ЛНР р)с);,.мь)иа ") эе ")с, че 0 тазци, на "о д),1/,0 .ь Г)г/д Р 1 аг)л)с .г, Р,и;1лчг чие трех ."-с)" агого; лс .,:;. ,)/ нормалзаци)1)3 бд)а/)а,),.)ид" яи в 0)-,и ан,)и л Ртод,): ), и а.,; ин)с.)ь)ую оРРенР.) г 1 из 10 ло 1+:с;его с)ас.)ояья жи,огно;0 57,/20 2 95, )Лдксима/)ЬР)дя Глуби, а патсогии согла:но Г ред зженному способ, мажет хд;:актг ри - зовдться ) еличинс).", явной 3, Г).п/Гученная ВЕЛР 1 ч ;)а бЛИаКа К Мд; ИМа )ЬНОР), ТО СЛужит 0)нс, анием для зРючения о го тоянии) Глуб)окОи пятолОГии)Г 1 р и м е р 2 ЛиР 1 я.;ка физиологического состоягп) ). Гного, подвергшегося :)кспер,1 1 ента/)ьно ", 0: О тизации.В-,:. Рл,.периг );,) начинали с ре истрдции ноР 1 альнь, пс,.)ааг)0, РпРе 1 невроТИЗдйьРй) У ЖИЛО) .0) 0 ." ),) 0 Ь)/0 ; ипичг)е яормаиьнОР с. , ис, ,0 дя е) 0 П)Одавр) л дн;.ь ч 1) 10 Рв ) я )/аТд 1)г 3 иур льнь)аз )ь )яР ся О ) )Осле ИСКТСС) аЕНН" И Н.БОС" ИааЦИИ, ГЫЗЯдННО 1 3/)ектГ)гшибког 1 зк урони за зэменэ пи" С/0 ЬО ГО Г Лгнд/)а 00) ЕВЫГ 1/. ССС ГОЯ ИР 1", )КИБОТ 0 о у, /,ШИ),ОС Ч СГ)аа) .) " РСОГОрСЙ ЗДЕ,Р.л (СКРЬ) ГИ П ИОД, Г)ЕОР)Д ПРЕД ) евро:.) ер-.", 1 Д;О Рдат ) .", Остояние живо-)ОГО С ) . ья).:тв. Р.я/ ,дб),; 1 атс )О. гии, П 1 этс, ) у,баем ;,с во,л,)ости г)тноСР К СРРЦЧ. Л).)ИНЕ, .) СЧРг )С.ГО 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Р: Г; ин егралР.нь,и показатель равнялся величи:)е (1 1), превосходившей тип)чную оценку -1), Б зто время животное находилось в периоде становления патологии. Через 2 недели (дата 3) патология углубилась, интегральный показатель достиг величины 2,3, Отмечено, что в это время патогенез у данного животного достиг максимума. В результате дальнейших экспериментов прослежен период стабилизации патологии и период нормализации. Последний составил 2 месяца, И наконец, состояние животного было проконтролировано через 1 г, Интегральный показатель равнялся 0,2, что бг изко к типичной величине, характеризующей норму.1 Летод, который является прототипом предг)оженному, тоже позволял проследить элементы динамики в состоянии высшей нервной деятельности животного, но пред. )женный способ, во-первых, более обьек- )иР)ен, поскольку опирается на большее число показателей Основной из которых - аД-.КВа)НОСтЬ РЕг)ЛЯЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОГО СОСтО- янР)я мозга) и, во-вторых ориентирован на шкалу (то есть дается точная система коор- диР;ат). в то зремя как в прототипе при оценка 00; Оямия ИСг,оЬЗОВаЛСя НЕдОСтатОЧНОьс-Р .;ный пок.) з.ель - уровень слюно- Д )Н 1 Г): помои" ю и,; сдлпж)знРа о способа об)РОНО) +ИГ РЧЫ/кс)шк 1 Г,1 ,г)1Г)реи)1 щ;стра дяв,"яемого спОсоод Г 10 с;.,авмечию с пр.,отипом и аналогами залл с;яется в повышении точности огределе- НИЯ фИЗИОЛОгИЧЕСКОГО СОС)ОЯНИЯ жИВОтНЫХ, Еслл в прототипе 0 характере условнорефлектс рмой деятельности судили по слюноотделигельной функции, осуществление которои зависит не только от центральных нервных влияний, но и От состояния вегетатики, то в предложенном методе основной показа гель патологии (адекватность активацли мозга) прямо свидетельствовал о состоянии мозговых пооцессов, Вследствие того, ч. этот показате )ь меняется градуально ,счижеР)ие достоверности зависимости реяк.,и)1 дР) ивдции от биологической значимос)и си) мался аагем нарушение тонких Градаций пр,) сохрдчении грубых, пссле ченаруш -нис и грубых градаций и наконец,олндя потеря адекватности), он позволял .")Ьективно выдРлить разные стадии пато- /,.),:,1 Именно на Р)его были ориентированы други; ")оказатели. как например, частота сердечных сокращений, которые в отдель- Р ссти нельзя использсвать для характерис)или,)еьротицеской патологии. но в Р,г)Рлксе они дают дополнительные сведе1824186 15 т 5 ТО й О О Р иФМЕаьФтаоЧЮ татт тО ат 4 ФМааааа тт ат дт"Лил еММ л. сттт ат тт М,чгММММ,нрр 20 0 Фиа,4 00 , 45 1 т 02 00 мориа ФФФФМмМ 4 щ 4 ГНЬМф 2,202 ц 5 аосте невротцза1824186 Риг, 6 оставитель В.Лавровехред М,Моргентал ректор И.Муска едактор Н.Коля Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 2203 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5