ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2012, том 62, № 4, с. 475-484
ФИЗИОЛОГИЯ ПОВЕДЕНИЯ; ОБУЧЕНИЕ И ПАМЯТЬ
УДК 612.821+612.826
СИГНАЛЫ ОПАСНОСТИ ТОРМОЗЯТ НИТРЕРГИЧЕСКУЮ АКТИВАЦИЮ ПРИЛЕЖАЩЕГО ЯДРА, ВЫЗЫВАЕМУЮ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМ ПОВЕДЕНИЕМ
© 2012 г. Н. Б. Саульская, Я. В. Белозеров
Лаборатория физиологии высшей нервной деятельности Института физиологии им. И.П. Павлова РАН,
Санкт-Петербург, e-mail: nbs@infran.ru Поступила в редакцию 16.01.2012 г.
Принята в печать 29.02.2012 г.
На крысах линии Спрег-Доули методом прижизненного внутримозгового микродиализа и высокоэффективной жидкостной хроматографии показано, что исследовательское поведение в новой обстановке сопровождается подъемом уровня внеклеточного цитруллина (со-продукта синтеза NO) в медиальном отделе прилежащего ядра (n. accumbens), который блокируется локальными введениями ингибитора нейронной NO-синтазы 7-нитроиндазола (0.5 мМ). Предъявление во время исследовательской активности тона, ранее сочетавшегося с электрокожным раздражением, во-первых, уменьшает исследовательскую активность, во-вторых, тормозит вызываемый исследовательским поведением подъем уровня цитруллина в прилежащем ядре. Такие эффекты не наблюдаются у животных контрольных групп, для которых тон не ассоциируется с электрокожным раздражением. Полученные данные являются первым свидетельством участия медиального отдела прилежащего ядра в передаче влияний страха на исследовательское поведение и демонстрируют возможный вклад в этот процесс торможения нитрергической передачи.
Ключевые слова: цитруллин, нейронная NO-синтаза, прилежащее ядро, микродиализ, страх, исследовательское поведение.
Signals of Danger Inhibit Exploration-Induced Activation of the Nitrergic System
of the Nucleus Accumbens
N. B. Saulskaya, Y. V. Belozerov
Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences, St.Petersburg,
e-mail: nbs@infran.ru
In Sprague-Dawley rats it was shown by means of in vivo microdialysis combined with HPLC analysis that exploratory behavior in a new chamber produced an increase in the extracellular level of citrulline (an NO co-product) in the medial n. accumbens, which was prevented by intra-accumbal infusions of 7-nitroinda-zole (0.5 mM), a neuronal NO synthase inhibitor. When presented during exploratory activity, a tone previously pared with footshock, firstly, inhibited the exploration and, secondly, prevented the exploration-induced increase in accumbal extracellular citrulline level. These changes did not occur in control animals (the same procedure but without footshock or unpaired tone and footshock presentation). The data obtained indicate for the first time that the n. accumbens could be implicated in fear transfer to exploratory behavior and show the involvement of the nitrergic system inhibition in this process.
Keywords: citrulline, neuronal NO synthase, n. accumbens, microdialysis, fear, exploratory behavior.
Страх — эмоция, основанная на воспоминаниях о негативных событиях и на ожидании их повторения или продления, оказывает сильное и зачастую длительное влияние на
реализуемое и планируемое поведение. И хотя в последние два десятилетия достигнут значительный прогресс в понимании механизмов формирования, консолидации и уга-
сания страха (см. [6, 12, 15]), вопрос о том, с использованием каких областей мозга и за счет каких нейромедиаторных систем стимулы, вызывающие страх, вмешиваются в уже реализуемое поведение, исследован значительно меньше.
Есть основания предполагать, что одним из участников этого процесса может быть прилежащее ядро, область вентрального стриатума, играющая важную роль в процессах мотивации и подкрепления [4]. Медиальный отдел прилежащего ядра (мПЯ) интегрирует глута-матергические сигналы из префронтальной коры, миндалины и гиппокампальной формации и передает их к исполнительным центрам, отвечающим за запуск базовых форм поведения (пищевых, оборонительных, исследовательских), активируемых при получении подкрепления [11, 16, 18]. Причем территории мПЯ, контролирующие разные поведенческие программы, тесно примыкают друг к другу и даже перемешаны между собой [20], что и создает предпосылку для их взаимного влияния и конкуренции [11, 18, 19]. В подтверждение этого наши исследования прошлых лет, а также результаты других авторов показали, что торможение пищевого поведения звуковыми [2, 26] и обстановочными [21] сигналами, вызывающими проявления страха, происходит при участии глутаматергиче-ской системы мПЯ. Однако не изучено, могут ли нейрохимические перестройки, происходящие в этой области мозга, участвовать в передаче влияния страха на другую форму поведения, контролируемую мПЯ, на исследовательскую активность в новой обстановке.
Данные литературы свидетельствуют, что гиппокампальный вход мПЯ играет ключевую роль в инициации и поддержании исследовательского поведения (см. [14]). Известно, что часть гиппокампальных волокон оканчивается на NO-продуцирующих интернейронах мПЯ [8], что предполагает вовлечение нитрергической системы мПЯ в регуляцию данной формы поведения. Одна из целей работы заключалась в проверке этого предположения. Для этого были исследованы изменения уровня внеклеточного цитрулли-на (со-продукта синтеза N0) в мПЯ в ходе исследовательского поведения в новой обстановке и зависимость этих изменений от локальной активности нейронной N0-синтазы. Другой целью работы было изучение того, как сигналы опасности, ранее сочетавшиеся с болевым раздражением и вызываю-
щие, по нашим прежним данным, существенные изменения активности основных нейро-медиаторных систем мПЯ [3, 23—25], влияют на изменения уровня внеклеточного цитрул-лина в этой области мозга, инициируемые исследовательским поведением, и на само исследовательское поведение. Таких сведений в литературе нет.
МЕТОДИКА
Работа выполнена на 55 крысах-самцах линии Спрег-Доули массой 270—350 г. Эксперименты проводились в соответствии с международными нормами гуманного обращения с экспериментальными животными (директива Евросоюза № 86/609/ЕЕС). Были предприняты все усилия для минимизации страданий животных и для уменьшения числа используемых животных. Крысам под наркозом (рометар, 1.4 мкг/100 г массы и золе-тил, 5 мг/100 г массы, внутримышечно) имплантировали диализные канюли в мПЯ, как описано ранее [22]. Микродиализные эксперименты проводили на второй день после имплантации. Каждую крысу помещали в дневную домашнюю клетку и начинали диализную перфузию прилежащего ядра искусственной спинномозговой жидкостью [22]. Животные были разделены на семь групп (табл. 1). Каждую крысу группы "Обучение ^ Новая камера" (п = 8), группы "Обучение ^ Новая камера + Тон" (п = 8), группы "Обучение ^ Домашняя клетка + Тон" (п = 8) и группы "Обучение ^ 7Ш + Новая камера" (п = 6) помещали на 5 мин в условнорефлекторную камеру, в которой проводили выработку условнорефлекторной реакции страха: раз в 1 мин предъявляли 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. С животными группы "Контроль1 ^ Новая камера" (п = 7) и группы "Контроль1 ^ Новая камера + Тон" (п = 9) проделывали те же процедуры, но без болевого раздражения. Крыс группы "Кон-троль2 ^ Новая камера + Тон" (п = 9) дважды с интервалом 1 ч помещали в условнорефлек-торную камеру на 5 мин, где им предъявляли несовпадающие во времени и подаваемые в случайном порядке и через неравные интервалы те же звуковые и болевые стимулы (5 раз каждый стимул). Через 25 мин после этого у
Таблица 1. Ход эксперимента Table 1. Timecourse of the experiment
Группы Длительность, мин Число крыс
5 55 5 55 10 20
Обучение ^ Новая Тон + ток Домашняя Тон + ток Домашняя Новая камера Домашняя 8
камера клетка клетка клетка
Обучение ^ Новая То же » То же » Новая камера + Тон » 8
камера + Тон
Обучение ^ Домаш- » » » » Домашняя клетка + » 8
няя клетка + Тон + Тон
Обучение ^ 7№ + » » » » 7№ + Новая камера » 6
+ Новая камера
Контроль1^ Новая Тон » Тон » Новая камера » 7
камера
Контроль1 ^ Новая » » » » Новая камера + Тон » 9
камера + Тон
Контроль2 ^ Новая Несовпадаю- » Несовпадаю- » Новая камера + Тон » 9
камера + Тон щие тон и ток щие тон и ток
животных всех групп начинали сбор фоновых порций диализата (6 порций, по 5 мин каждая). Еще через 30 мин проводили тестовую сессию: каждую крысу (кроме животных группы "Обучение ^ Домашняя клетка + Тон" и группы "Обучение ^ 7NI + Новая камера") помещали на 10 мин в новую круглую камеру (диаметр 40 см, высота 40 см). Через 5 с после того, как крысы инициировали исследовательское поведение, животным групп "Обучение ^ Новая камера + Тон", "Контроль! ^ Новая камера + Тон", "Контроль2 ^ Новая камера + Тон" предъявляли тон (1000 Гц, 10 с, 10 раз с интервалом 50 с). Животным групп "Обучение ^ Новая камера" и "Контроль1 ^ Новая камера" во время пребывания в новой камере тона не предъявляли. Животных группы
"Обучение ^ Домашняя клетка + Тон" на время тестовой сессии оставляли в дневной домашней клетке, в которой им предъявляли тон (1000 Гц, 10 с, 10 раз с интервалом 50 с). Крысам группы "Обучение ^ 7NI + Новая камера" после сбора шести фоновых порций диализата в состав искусственной спинномозговой жидкости для перфузии мПЯ добавляли ингибитор нейронной изоформы NO-синтазы — натриевую соль 7-нитроинда-зола (7NI, 0.5 мМ, "MB Biomedicals", США) и через 35 мин проводили тестовую сессию: крыс помещали в новую камеру на 10 мин. Через 20 мин после окончания тестовой сессии у животных всех групп сбор диализата завершали. Во время пребывания в новой каме-
ре регистрировали длительность движений, горизонтальную двигательную активность (по пересечению границ секторов) и число стоек, а также время полного угасания исследовательского поведения. Если в данном тесте предъявляли тон, то регистрировали длительность периодов неподвижности во время его звучания (отсутствие любых движений, кроме дыхательных). Во время поведенческих тестов пр
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.