ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2013, том 63, № 6, с. 744-752
ФИЗИОЛОГИЯ ПОВЕДЕНИЯ; ^^^^^^^^^^^^ ОБУЧЕНИЕ И ПАМЯТЬ
УДК 612.821+612.826
ГАМК-НИТРЕРГИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ПРИЛЕЖАЩЕМ ЯДРЕ В ХОДЕ ТОРМОЖЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПОВЕДЕНИЯ
СИГНАЛАМИ ОПАСНОСТИ
© 2013 г. Н. Б. Саульская, Е. А. Терехова
Лаборатория физиологии высшей нервной деятельности Института физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, e-mail: nbs@infran.ru Поступила в редакцию 25.02.2013 г. Принята в печать 20.05.2013 г.
На крысах линии Спрег-Доули методом прижизненного внутримозгового микродиализа и высокоэффективной жидкостной хроматографии показано, что предъявление во время исследовательского поведения тона, ранее сочетавшегося с болевым раздражением, снижает исследовательскую активность и тормозит вызываемый исследовательским поведением подъем уровня внеклеточного цитруллина (со-продукта синтеза NO) в медиальном отделе прилежащего ядра. Введения в медиальный отдел прилежащего ядра антагониста ГАМКА-рецепторов бикукулли-на (20 мкМ), во-первых, частично восстанавливают вызываемый исследовательским поведением подъем уровня внеклеточного цитруллина в этой структуре, заторможенный тоном, ранее сочетавшимся с болевым раздражением, во-вторых, предотвращают торможение исследовательского поведения этим звуковым сигналом опасности. Полученные данные впервые свидетельствуют, что торможение сигналами опасности исследовательского поведения и вызываемой ею активации нитрергической системы медиального отдела прилежащего ядра опосредуется ГАМКА-рецепторными механизмами.
Ключевые слова: цитруллин, оксид азот, ГАМКА-рецепторы, прилежащее ядро, микродиализ, страх, исследовательское поведение.
GABA-NO Interaction in the N. Accumbens during Danger-Induced Inhibition of Exploratory Behavior
N. B. Saulskaya, E. A. Terehova
I.P. Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences, St.Petersburg,
e-mail: nbs@infran.ru
In Sprague-Dawley rats by means of in vivo microdialysis combined with HPLC analysis, it was shown that presentation to rats during exploratory activity of a tone previously pared with footshock inhibited the exploration and prevented the exploration-induced increase in extracellular levels of citrulline (an NO co-product) in the medial n. accumbens. Intra-accumbal infusions of 20 ^M bicuculline, a GABAA-re-ceptor antagonist, firstly, partially restored the exploration-induced increase of extracellular citrulline levels in this brain area, which was inhibited by presentation of the tone, previously paired with foot-shock and, secondly, prevented the inhibition of exploratory behavior produced by this sound signal of danger. The data obtained indicate for the first time that signals of danger inhibit exploratory behavior and exploration-induced activation of the accumbal nitrergic system via GABAA-receptor mechanisms.
Keywords: citrulline, nitric oxide, GABAA-receptors, n. accumbens, microdialysis, fear, exploratory behavior.
DOI: 10.7868/S0044467713060154
Способность перестраивать поведение при появлении признаков опасности является необходимым условием выживания особи. Однако структурные и нейрохимические механизмы, лежащие в основе экстренной смены поведенческих программ при появлении стимулов высокой мотивационной значимости, изучены недостаточно. Одной из структур мозга, вовлекаемых в эти процессы, может быть медиальный отдел прилежащего ядра (мПЯ), область вентрального стриатума, играющая важную роль в процессах мотивации и подкрепления [9, 17, 20]. Предполагают, что в организации нейронных сетей всех отделов стриатума, включая мПЯ, заложены механизмы, позволяющие осуществлять выбор и смену программ поведения [10, 18, 21, 23], базирующиеся, в частности, на латеральном торможении по коллатералям аксонов ГАМКергических проекционных нейронов этой структуры (95% популяции) [23]. В мПЯ на таких нейронах конвергируют, образуя разнообразные комбинации, глутаматерги-ческие афферентные входы из гиппокам-пальной формации, миндалины, префрон-тальной коры, приносящие информацию о новизне, мотивационной и эмоциональной значимости предъявленных стимулов и пространственного окружения, а также о возможных вариантах поведенческого ответа (см. [14, 20]). Эти же нейроны связывают мПЯ с областями мозга, участвующими в реализации базовых форм пищевого, оборонительного исследовательского поведения, активируемых при получении подкрепления [14, 15]. Предполагают, что благодаря латеральному торможению наиболее сильный входящий сигнал, отражающий доминирующую мотивацию и связанную с нею программу поведения, не только передается на исполнение, но и тормозит проведение более слабых (т.е. менее значимых) сигналов, передаваемых по параллельным каналам [23]. В поддержку этого предположения ранее показано вовлечение мПЯ в торможение пищевого поведения сигналами опасности [4, 26, 30], а наши недавние исследования продемонстрировали, что конкуренция оборонительной и исследовательской стратегий поведения происходит при участии нитрергической системы мПЯ [3]. А именно, мы показали, что предъявление во время исследовательского поведения сигналов опасности, уменьшающее исследовательскую активность, тормозит вызываемый исследовательским поведением
подъем уровня внеклеточного цитруллина (со-продукта синтеза N0) в мПЯ [3].
В настоящей работе проверялось предположение, что ГАМКергическая передача, которой приписывают важную роль в механизмах селекции [23], может опосредовать эти нейрохимические и поведенческие эффекты сигналов опасности. Цель работы заключалась в изучении влияния введений в мПЯ антагониста ГАМКА-рецепторов бикукуллина на изменения уровня внеклеточного цитрул-лина в этой структуре при предъявлении в ходе исследовательского поведения тона, ранее сочетавшегося с электрокожным раздражением, а также на параметры исследовательского поведения во время этого теста. Таких сведений в литературе нет.
МЕТОДИКА
Работа выполнена на 34 крысах-самцах линии Спрег-Доули массой 270—350 г. Эксперименты проводили в соответствии с международными нормами гуманного обращения с экспериментальными животными (директива Евросоюза № 86/609/ЕЕС). Крысам под наркозом (рометар, 1.4 мкг/100 г массы и зо-летил, 5 мг/100 г массы, внутримышечно) имплантировали концентрические диализные канюли, в мПЯ, как описано ранее [28]. Микродиализные эксперименты проводили на второй день после имплантации. Непосредственно перед микродиализным экспериментом каждую крысу тестировали в течение 10 мин в "открытом поле" (80 х 80 см, высота 35 см) для выяснения изначального уровня исследовательской активности. Регистрировали исследовательскую активность (пересечения границ секторов установки). Затем крысу помещали в дневную домашнюю клетку и начинали диализную перфузию мПЯ искусственной спинномозговой жидкостью (ИСМЖ) [28]. Через 15 мин производили выработку условнорефлекторной реакции страха: животное помещали на 5 мин в условноре-флекторную камеру с решетчатым покрытием пола, где 5 раз с интервалом 50 с предъявлялся условный стимул, тон (1000 Гц, 10 с), сочетаемый на последней секунде звучания с электрокожным раздражением лап (0.5 мА, 1 с). Затем крысу возвращали в дневную домашнюю клетку. Через 1 ч сеанс обучения повторяли, после чего животное опять возвращали в дневную домашнюю клетку. Через 25 мин пребывания в дневной домашней клетке начинали сбор фоновых порций диализата
И "Новая камера" 80 г П "Бикукуллин + Новая камера" □ "Новая камера + Тон"
70 L
"" "Бикукуллин + Новая камера + Тон"
60 50 40 30 20 10 0
Рис. 1. Исследовательская активность в "открытом поле" (число пересечений секторов) крыс экспериментальных групп перед микродиализными экспериментами. Fig. 1. Exploratory activity in open field test (crossing lines) of rats in the experimental groups before microdialysis experiments.
(6 порций, по 5 мин каждая). Затем животных делили на четыре группы и проводили тестовую сессию. Каждую крысу группы "Новая камера" (n = 8, здесь и далее n — число животных) во время тестовой сессии помещали на 10 мин в новую круглую камеру (диаметр 40 см, высота 40 см), что вызывало исследовательское поведение. Животных группы ("Новая камера + Тон", n = 8) на время тестовой сессии тоже помещали на 10 мин в новую камеру и через 5 с после того, как крыса инициировала исследовательское поведение, ей предъявляли тон (1000 Гц, 10 с, 10 раз с интервалом 50 с), ранее сочетавшийся с электрокожным раздражением. Крысам группы "Бикукуллин + Новая камера" (n = 6) и группы "Бикукуллин + Новая камера + Тон" (n = 12) после сбора фоновых порций диализата в состав ИСМЖ включали антагонист ГАМКА-ре-цепторов бикукуллин ("Fluka", Швейцария, 20 мкМ) и собирали 8 порций диализата (5 мин каждая). Затем проводили тестовую сессию: животных этих групп помещали на 10 мин в незнакомую камеру. Причем крысам группы "Бикукуллин + Новая камера + Тон" через 5 с после инициации исследовательского поведения предъявляли тон, ранее сочетавшийся с электрокожным раздражением (1000 Гц, 10 с, 10 раз с интервалом 50 с), а животным группы "Бикукуллин + Новая камера" во время пребывания в незнакомой камере тона не предъявляли. После 10-минутного
пребывания в незнакомой камере животных возвращали на 20 мин в дневную домашнюю клетку, после чего эксперимент завершали. Во время пребывания в незнакомой камере регистрировали исследовательскую активность (по пересечению границ секторов камеры). Если в данном тесте предъявляли тон, то регистрировали длительность периодов замирания во время его звучания (отсутствие любых движений, кроме дыхательных), параметр, характеризующий степень ожидания болевого раздражения [19]. Во время поведенческих тестов проводили видеорегистрацию поведения на персональном компьютере с помощью интернет-камеры "Logitech" (Китай). Диализат (5-минутные порции) собирали в течение всего периода эксперимента. Уровень цитруллина определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией [1]. Использовали хроматографическую систему, описанную нами ранее [28]. Содержание цит-руллина в диализа
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.