СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ В ХРОНИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ В ХРОНИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ Российский патент 2009 года по МПК A61N1/32 G09B23/28 

Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии.

В нейрофизиологических исследованиях широко используется введение в мозг электродов для локального электрораздражения различных нервных образований, ответственных за возникновение специфических поведенческих реакций животных. При одностороннем электрораздражении латерального гипоталамуса может возникать поисковое и пищедобывательное поведение, а также реакция самораздражения. Однако получение стабильных поведенческих эффектов практически невозможно при длительном электрораздражении мотивациогенных центров латерального гипоталамуса вследствие адаптации и гибели части нейронов. Поэтому большинство исследователей использует кратковременное электрораздражение латерального гипоталамуса для получения специфических поведенческих реакций. В связи с этим особую актуальность приобретает разработка способа электрораздражения центра голода латерального гипоталамуса и устройства для его осуществления, позволяющего повысить эффективность и увеличить продолжительность временного интервала, на протяжении которого электрораздражение латерального гипоталамуса может вызывать появление ярко выраженных пищедобывательных реакций в эксперименте.

Прототипом заявленного способа авторы предлагают способ раздражения гипоталамических структур у бодрствующих кроликов (Бадиков В.И. Сравнительная характеристика различных электрических показателей коры мозга при положительных и отрицательных эмоциональных состояниях: автореф. дис. … канд. мед. наук: 14.00.17 / Бадиков Владимир Иванович; [I Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени мед. институт им. И.М.Сеченова]. - Москва, 1972. - 23 с.).

Под местной анестезией 0,5% раствором новокаина на дорсальной поверхности головы производился разрез овальной формы. Кожу и мягкие ткани иссекали, оставляя широкую скальпированную рану. С боковой поверхности черепа удалялись височные мышцы, снималась надкостница и производилась остановка кровотечения. Производилась обработка раневой поверхности. С целью предотвращения инфекции кролику внутримышечно вводилось 200-250 тыс. ЕД пенициллина. Электроды вживлялись спустя 5-4 дня после операции, по стереотоксическому атласу Сойера с учетом данных Олдса о положительных, отрицательных и нейтральных зонах гипоталамуса. Перед введением электродов в кости черепа просверливалось несколько отверстий диаметром 0,6-0,8 мм, в которых фиксировались направляющие втулки (отрезки тонкой инъекционной иглы). Применение этих втулок позволяло на фоне бодрствующего состояния животного осуществлять поиск необходимой зоны мозга блуждающим методом. Этот метод заключался в том, что при продвижении через втулку раздражающего электрода (биполярный нихромовый провод в стальной игле диаметром 0,5 мм с межэлектродным расстоянием 1-1,2 мм) в глубь мозга, периодически, через каждые 0,5-1 мм, производилось тестирующее раздражение.

После определения типа поведенческой реакции биполярный нихромовый провод фиксировался на черепе при помощи стиракрила.

В экспериментах раздражение мозга осуществлялось током синусоидальной формы с частотой 50-60 Гц, напряжением 2,5-3,5 вольта, длительностью раздражающей цепочки импульсов 0,5-1,4 с при помощи стимулятора, разработанного В.Д.Арбузкиным и Ю.А.Макаренко. При подборе частоты и длительности раздражающего тока руководствовались данными некоторых авторов, получавших различные поведенческие реакции у кроликов (Bruner, 1967; Е.А.Громова с сотр., 1965; Ю.А.Макаренко, 1969 и др.). Напряжение подбиралось индивидуально для каждого животного.

Недостатком прототипа, по мнению авторов, является:

- невозможность получения ярко выраженных стабильных пищевых поведенческих реакций у кроликов в процессе длительного непрерывного электрораздражения (на протяжении 2-3-х часов) центра голода латерального гипоталамуса;

- значительная область раздражаемого участка латерального гипоталамуса, обусловленная большим межэлектродным расстоянием биполярного нихромового электрода, что уменьшает возможность локального электрораздражения гипоталамического пищевого центра и тем самым затрудняет выявление пищевой поведенческой реакции, не осложненной отдельными компонентами других видов поведения.

Авторы предлагают способ непрерывного попеременного электрораздражения центров голода правого и левого латерального гипоталамуса в хроническом эксперименте и устройство для его осуществления. Предварительно накормленным кроликам, подвергнутым в станке мягкой иммобилизации, с двух сторон от коронарного шва в скальпированном черепе в соответствие со стереотаксическими координатами атласа Sawyer C.H. просверливают два отверстия диаметром 1,2 мм. В каждом отверстии черепа акродентом фиксируют направляющую втулку, представляющую собой 5 мм отрезок инъекционной иглы №15 (инъекционная игла для шприцев типа «Рекорд») с наружным диаметром 1,2 мм и внутренним диаметром 0,7 мм. После затвердевания акродента через втулки вводят биполярные нихромовые электроды. По стереотаксическим координатам Sawyer C.H. осуществляют поиск пищевого мотивациогенного центра латерального гипоталамуса блуждающим методом. Перед кроликом ставят миску с едой на расстоянии 10 см. Погружают биполярный нихромовый электрод в глубь мозга через втулку, производя периодически, через каждые 0,5 мм, тестирующее пороговое электрораздражение центра голода латерального гипоталамуса у предварительно накормленного животного до появления поискового поведения и пищевой реакции, выражающейся в виде дополнительного приема пищи. После определения зоны, ответственной за пищевую поведенческую реакцию, электрод фиксируют акродентом внутри направляющей втулки.

Через сутки после вживления биполярных нихромовых электродов у голодных (подвергнутых суточной пищевой депривации) кроликов производят попеременное электрораздражение центров голода правого и левого латерального гипоталамуса в условиях свободного поведения животных в отсутствие пищи при следующих параметрах: частота 50 Гц, напряжение 1-2 В, длительность импульса 1 мс с помощью стимулятора фирмы BIOPAC Systems (США) в соответствие с программой электрораздражения. Электрораздражение одного из центров голода латерального гипоталамуса осуществляют до возникновения поискового поведения. При ослаблении поведенческой реакции животного электрораздражению подвергают другой центр голода латерального гипоталамуса, после чего интенсивность поискового поведения вновь повышается. Непрерывное попеременное электрораздражение осуществляют в течение трех часов. Поведенческие реакции у кроликов регистрируют одновременно с электрической активностью исчерченных и гладких мышц пищеварительного тракта, дыхательных мышц и ЭКГ. Электрораздражение центров голода латерального гипоталамуса у кроликов обеспечивает возможность интенсивного (вплоть до экстремального уровня) повышения пищевого мотивациогенного возбуждения, являющегося причиной формирования острого эмоционального стресса и нарушений соматовегетативных функций.

Для электрораздражения используют устройство, состоящее из двух биполярных нихромовых электродов. Каждый биполярный нихромовый электрод представляет собой два скрученных между собой нихромовых провода, покрытые заводской изоляцией длиной 10 см и сечением 0,2 мм с межэлектродным расстоянием 0,2 мм. Концы скрученных нихромовых проводов находятся на одном уровне. Каждый биполярный нихромовый электрод с одной стороны вставлен в отрезок инъекционной иглы №22 G (игла от 5 мл стерильного одноразового шприца) длиной 17 мм с наружным диаметром 0,7 мм и внутренним диаметром 0,4 мм и фиксирован эпоксидным клеем на открытой поверхности ее скошенного конца. С другой стороны каждый биполярный нихромовый электрод подпаивают к радиотехническому разъему, который фиксируют на предварительно скальпированном черепе акродентом.

Такой способ непрерывного попеременного электрораздражения центров голода правого и левого латерального гипоталамуса и устройство для его осуществления позволяет получить стабильные поведенческие реакции у кроликов, не осложненные отдельными компонентами других видов поведения при непрерывном 3-часовом электрораздражении. Подпайка биполярных электродов к типовому разъему и его фиксация до вживления электродов в мозг, с одной стороны, обеспечивает устойчивость электродов в направляющих втулках во время их погружения в ткань мозга, а с другой стороны, надежный электрический контакт во время тестирования поведенческих реакций животных.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной физиологии. Осуществляют электрическое раздражение центров голода латерального гипоталамуса биполярными нихромовыми электродами через втулки, фиксированные в отверстиях предварительно скальпированного черепа кролика. При этом предварительно накормленным кроликам, подвергнутым в станке мягкой иммобилизации, с двух сторон от коронарного шва в скальпированном черепе просверливают два отверстия диаметром 1,2 мм, в которых фиксируют направляющие втулки, имеющие внутренний диаметр 0,7 мм, через которые вводят электрод с межэлектродным расстоянием 0,2 мм. Проводят поиск пищевого мотивациогенного центра латерального гипоталамуса блуждающим методом. После определения зоны, которая отвечает за пищевую поведенческую реакцию, электрод фиксируют. Через сутки у голодных кроликов производят электрическое раздражение центров в условиях свободного поведения животных частотой электрического тока 50 Гц, напряжением 1-2 В, длительностью импульса 1 мс, сначала одного из центров голода латерального гипоталамуса до возникновения поискового поведения, а после ослабления поведенческой реакции электрическому раздражению подвергают другой центр голода. Общая длительность электрического раздражения 3 часа. Устройство включает два биполярных нихромовых электрода, каждый выполнен в виде скрученных изолированных проводов. Каждый электрод вставлен в отрезок инъекционной иглы, имеющей возможность фиксации во втулке. Изобретение обеспечивает получение стабильных поведенческих реакций и уменьшение области раздражения. 2 н.п. ф-лы.

1. Способ получения пищевых поведенческих реакций в хроническом эксперименте, включающий электрическое раздражение центров голода латерального гипоталамуса биполярными нихромовыми электродами через втулки, фиксированные в отверстиях предварительно скальпированного черепа кролика, отличающийся тем, что предварительно накормленным кроликам, подвергнутым в станке мягкой иммобилизации, с двух сторон от коронарного шва в скальпированном черепе просверливают два отверстия диаметром 1,2 мм, в которых фиксируют направляющие втулки, имеющие внутренний диаметр 0,7 мм, через которые вводят электрод с межэлектродным расстоянием 0,2 мм, осуществляют поиск пищевого мотивациогенного центра латерального гипоталамуса блуждающим методом, после определения зоны, ответственную за пищевую поведенческую реакцию, электрод фиксируют и через сутки у голодных кроликов производят электрическое раздражение центров в условиях свободного поведения животных частотой электрического тока 50 Гц, напряжением 1-2 В, длительностью импульса 1 мс, сначала одного из центров голода латерального гипоталамуса до возникновения поискового поведения, а после ослабления поведенческой реакции электрическому раздражению подвергают другой центр голода, при общей длительности электрического раздражения 3 ч.

2. Устройство для получения пищевых поведенческих реакций в хроническом эксперименте, включающее два биполярных нихромовых электрода, подпаянных к радиотехническому разъему, отличающееся тем, что каждый биполярный электрод представляет собой два скрученных между собой нихромовых покрытых изоляцией провода, концы которых находятся на одном уровне, при этом каждый биполярный электрод с одной стороны вставлен в отрезок инъекционной иглы, имеющий возможность погружения и фиксации в направляющей втулке, фиксированной в отверстии черепа, и фиксирован эпоксидным клеем на открытой поверхности ее скошенного края, а межэлектродное расстояние составляет 0,2 мм.