научная статья по теме ЗАВИСИМЫЕ ОТ ГЕНОТИПА ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ МЫШЕЙ В КОГНИТИВНЫХ ТЕСТАХ. ВЛИЯНИЕ НООПЕПТА Биология

Текст научной статьи на тему «ЗАВИСИМЫЕ ОТ ГЕНОТИПА ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ МЫШЕЙ В КОГНИТИВНЫХ ТЕСТАХ. ВЛИЯНИЕ НООПЕПТА»

ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2007, том 57, № 6, с. 721-728

НЕЙРОФАРМАКОЛОГИЯ ПОВЕДЕНИЯ

УДК 615.210.15+575:599.323.591

ЗАВИСИМЫЕ ОТ ГЕНОТИПА ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ МЫШЕЙ В КОГНИТИВНЫХ ТЕСТАХ. ВЛИЯНИЕ НООПЕПТА

© 2007 г. А. П. Бельник1, Р. У. Островская1, И. И. Полетаева2

1 Государственное учреждение Научно-исследовательский институт фармакологии РАМН

им. В.В. Закусова, Москва, 2 Биологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова,

e-mail: inga@protein.bio.msu.ru Поступила в редакцию 16.10.2006 г. Принята в печать 16.05.2007 г.

Мыши-самцы линий C57BL/6J, BALB/c и DBA/2J обнаружили различия в способности к выполнению двух когнитивных тестов. У мышей линии C57BL/6J были выявлены хорошая обучаемость и сохранение следа памяти (через 10 дней) в упрощенном лабиринте Морриса, мыши BALB/c обнаружили низкий уровень сохранения следа памяти, тогда как у мышей DBA/2J наблюдали плохую обучаемость в этом тесте. Введение ноотропного препарата "Ноопепт" (ГВС-111, этиловый эфир N-фенилацетил-Ь-пролилглицина) в дозе 0.5 мг/кг внутрибрюшинно за 15 мин до начала теста вызвало достоверное улучшение долговременной памяти в этом тесте у мышей линии BALB/c, отсутствие дополнительного улучшения у мышей C57BL/6J и отсутствие эффекта у DBA/2J. В тесте на способность к экстраполяции направления движения стимула введение ноопепта повысило долю правильных решений у C57BL/6J и BALB/c, но не изменило у DBA/2J.

Ключевые слова: когнитивные тесты, тест Морриса, способность к экстраполяции, генетика поведения, мыши, инбредные линии, ноотропные эффекты, ноопепт.

Genotype-Dependent Mice Behavior in Cognitive Tasks. The Effect of Noopept

A. P. Belnik, R. U. Ostrovskaya, I. I. Poletaeva

Zakussov Institute of Pharmacology, Russian Academy of Medical Sciences, Department of Higher Nervous Activity, Lomonosov State University, Moscow, e-mail: inga@protein.bio.msu.ru

The interstrain differences in performance of C57BL/6J, BALB/c and DBA/2J male mice in two cognitive tasks were found. Mice C57BL/6J showed good learning ability and preservation of memory traces tested 10 days after performance in a simplified version of Morris water maze. Mice BALB/c learned the task but, virtually, no long-term memory traces were revealed, whereas DBA/2J demonstrated poor learning. The effect of nootropic drug Noopept (GVS-111, N-phenil-acetyl-L-prolylglycin ethyl ether) was shown to be genotype-dependent. Its administration (0.5 mg/kg i.p., 15 min before learning) improved the long-term memory in Morris test in BALB/c mice but failed to produce any improvement in C57BL/6J. The ability of mice for extrapolation of the direction of stimulus movement differently changed after Noopept injections: the proportion of correct task solutions increased in C57BL/6J and BALB/c mice, whereas the performance of DBA/2J did not change.

Key words: cognitive tests, Morris test, extrapolation ability, behavior genetics, mice, inbred strains, nootropic effects, noopept.

Генетические различия в поведении [10-15, 23, 25 и др.] и в уровне развития когнитивных способностей изучают либо у человека в психогенетических исследованиях, либо в экспериментах с лабораторными мышами и крысами разных линий. У мышей продемонстриро-

ваны межлинейные различия как в нейрохимических показателях [18, 26], так и в когнитивных способностях [3, 8, 9, 12-14, 22]. В настоящее время к категории "когнитивные способности" или "когнитивное поведение" многие исследователи относят не только способность к форми-

рованию представлений, например, пространственных [22, 29] и решению логических задач [3, 8], а включают в эту категорию обучаемость разным навыкам. Тест водного лабиринта Морриса [19], позволяющий оценить формирование представления о пространстве и пространственную память животных, используется как для оценки эффектов ухудшающих или улучшающих когнитивные функции воздействий [13, 28], так и в фармакогенетических исследованиях [15, 29]. Использование теста на экстраполяцию направления движения стимула, исчезающего из поля зрения, показало, что лабораторные мыши большинства генотипов не обнаруживают этой когнитивной способности [22]. Исключение составили отдельные группы, например мыши-носители Rb (8.17)1 Iem [22] или селектированные на большую массу мозга [8]. Было показано, что мыши CBA/Lac/Sto, исходно не способные к решению задачи на экстраполяцию, обнаружили достоверный уровень ее решения под влиянием геп-тапептида селанка [21]. Сравнение способности мышей разных генотипов к решению когнитивных тестов в норме и при введении веществ с ноотропным действием [24] может помочь в исследовании физиологических механизмов когнитивных процессов. B экспериментах, проведенных ранее, было показано, что ноопепт снижает тревожность мышей и интенсифицирует их исследовательскую активность, причем эти эффекты были выражены по-разному у мышей BALB/c, C57BL/6J и DBA/2J [1]. B настоящей работе была проанализирована способность мышей трех инбредных линий -BALB/c, C57BL/6J и DBA/2J - к решению двух когнитивных тестов в контроле и после введения ноотропного препарата ноопепт [16, 27].

МЕТОДИКА

Экспериментальные животные. B работе были использованы мыши-самцы инбредных линий C57BL/6J - далее C57BL (n = 42), BALB/c (n = 38), DBA/2J - далее DBA (n = 39), полученные из питомника "Столбовая" РАМН. Масса животных составляла 20-23 г. Во всех сериях экспериментов использовали по 18-21 мыши каждой линии. Животные содержались в пластиковых клетках размером 30 х 70 х 40 см, по 6-8 в каждой при естественном освещении и получали комбикорм фирмы МЭСТ (Россия) и воду без ограничений. При работе с животными авторы руководствовались "Правилами проведения работ с использованием экспери-

ментальных животных" (Приказ Минздрава СССР № 755 от 12 августа 1977 г.).

Препарат ноопепт (ГВС-111, этиловый эфир №фенилацетил-Ь-пролилглицина), разработанный и изученный в ГУ НИИ фармакологии РАМН [16, 27], растворенный в дистиллированной воде, вводили в дозе 0.5 мг/кг вну-трибрюшинно (в объеме 0.01 мл на 1 г масы) за 15 мин до начала эксперимента. Животным контрольной группы в те же сроки вводили эквивалентный объем физиологического раствора.

Тестирование поведения животных

Водный лабиринт Морриса. В настоящей работе использовали модифицированный вариант теста Морриса [5] - был использован бассейн, меньший по размеру (70 х 55 х 60 см), чем изначально предложенный Д. Моррисом [19]. Бассейн наполняли водой комнатной температуры, забеленной молоком. В одном из его углов помещали платформу диаметром 7 см, погруженную на 0.5 см ниже уровня воды. Процедура опыта была также упрощена. Мышь могла отыскать платформу и выбраться на нее, стремясь избежать пребывания в воде. Животное помещали в воду в дальнем от платформы углу бассейна и регистрировали время, за которое оно ее находило. Каждой мыши тест предъявляли 5 раз, выпуская ее из одного и того же угла с интервалом 15 мин. Траекторию перемещения животного и время нахождения платформы регистрировали вручную. Через 10 дней тест предъявляли повторно (без предварительного введения препарата).

Тест на способность к экстраполяции направления движения стимула. Оценку способности к экстраполяции проводили по методике, описанной ранее [3, 9], использовали камеру размером 35.5 х 23.5 х 11.5 см, одна из стенок которой выступала внутрь на 4 см и выполняла функцию ширмы, за которой перемещались поилки с молоком. В центре и по бокам ширмы находились отверстия, через которые мышь могла пить молоко, а через центральное отверстие еще и прослеживать направление движения исчезающей из поля зрения поилки. За 20 ч до начала эксперимента животное лишали воды и пищи. При тестировании мышь помещали в экспериментальную камеру, а одну из поилок устанавливали перед центральным отверстием. Вторая, невидимая животному поилка с молоком находилась рядом, за

ширмой. Мышь начинала пить молоко, но через 1-2 с поилку медленно сдвигали к одному из боковых отверстий, вторую поилку при этом перемещали в противоположном направлении (для уравновешивания обонятельных и звуковых раздражителей). Правильным решением задачи считали обнаружение животным пищи в боковом отверстии (т.е. перемещение его в ту сторону, в направлении которой исчезла пища). В каждом опыте давали шесть предъявлений задачи, направление перемещения корма изменялось в случайном порядке. Способность мышей к экстраполяции оценивали по доле правильных решений (в процентах) от общего числа предъявлений теста как при первом, так и при многократных его предъявлениях.

Методы статистической обработки данных

Статистическую достоверность различий между группами животных в тесте упрощенного водного лабиринта Морриса оценивали с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA, стандартный пакет программ Statistica).

Достоверность различий в способности мышей к экстраполяции оценивали методом Фишера (метод ф) для альтернативных долей [4].

25 20 15 10 5 0

□ 1 □ 2

fe

12345 12345

I II

Рис. 1. Время (по вертикали, с) отыскания подводной платформы мышами линии BALB/c в тесте упрощенного лабиринта Морриса при обучении (I) и при тестировании воспроизведения навыка через 10 дней (II). 1 - контрольная группа, 2 - внутрибрюшинное введение но-опепта в дозе 0.5 мг/кг за 15 мин до опыта. По горизонтали - предъявления теста в опытный день. * - достоверно отличается от контрольной группы,p < 0.05.

Fig. 1. The latency of platform finding (ordinate, sec) by BALB/c mice in the simplified Morris water maze. Abscissa - task trials. I - initial training; II -the test for the memory retrievals 10 days later; 1 -controls, 2 -noopept injections (i.p., 0.5 mg/kg) 15 min before the task onset. * - significantly different from the controls, p < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Упрощенный тест водного лабиринта Морриса. У мышей всех трех линий при первом предъявлении теста среднее время поиска скрытой под водой платформы было примерно одинаковым (14.3 ± 4.5 с для C57BL/6J, 16.1 ± 4.3 с для BALB/c и 19.5 ± 5.1 с для DBA/2J). Однако уже в пределах первого опыта

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.

Показать целиком