Способ исследования выраженности агрессивного поведения подопытных крыс по показателям их двигательной активности в условиях эмоционального стресса Российский патент 2025 года по МПК A61B5/24 G09B23/28 

Изобретение относится к области экспериментальной биологии и может быть использовано для изучения эмоционального стресса подопытных крыс.

Известна модель эмоционального стресса «дефицита времени» [Гусакова Е.А., Городецкая И.В. Модель эмоционального стресса «дефицита времени» // Вестник ВГМУ. - 2019 - том 18, №1, с. 8-13]. Модель заключается в размещении подопытной крысы в спиралевидном тоннеле, который быстро заполняется холодной водой. Стресс формируется за счет того, что животное, стремясь избежать контакта с ней, вынуждено быстро перемещаться вверх по тоннелю. После того как грызун достигает верхнего отверстия тоннеля, его извлекают и помещают в индивидуальную клетку. В результате реализации модели было установлено, что воздействие по указанной методике вызывает у животных увеличение относительной массы надпочечников, снижение массы селезенки и тимуса, рост концентрации кортикостероидов в крови, изъязвление слизистой оболочки желудка, что свидетельствует о развитии у животных стресса.

Недостатком данного способа является контакт биообъекта с холодной водой (4°С), что может привести к его переохлаждению с последующим развитием различных заболеваний (например, пневмонии). Также модель предполагает кратковременный характер воздействия стресс-фактора, что может не повлиять на выраженность изменений морфологических показателей, определяющих уровень стрессового состояния биообъектов. При этом изучение указанных показателей предполагает забой испытуемых животных для получения биологического материала.

Известен способ, основанный на использовании устройства для моделирования стресса у животных [SU 1803040А1]. Устройство выполнено в виде решетчатого каркаса, основание и две стороны которого имеют форму прямоугольника, а две противолежащие боковые стороны - прямоугольного треугольника. Вдоль верхнего торца расположенной между ними боковой стенки установлена ось крепления дверцы, контактирующей по периметру с верхними торцами боковых стенок и с одной из сторон основания клетки. Дверца фиксируется защелкой. При этом одна из треугольных стенок имеет гладкую внутреннюю поверхность, а остальные внутренние поверхности снабжены шипами. Животное (крысу, мышь, морскую свинку и др.) помещают на 6 часов в соизмеримую с телом животного клетку таким образом, чтобы голова его была обращена в сторону гладкой стенки, что исключает повреждение глаз шипами. В то же время шипы, колющие кожу, но не повреждающие ее, вызывают боль и сильное эмоциональное напряжение у животного.

Таким образом, на биообъект воздействуют два стресс-фактора: эмоционально-болевой и иммобилизационный. В итоге оба фактора вызывают сильную стрессовую реакцию.

Недостатком данного способа является возможность моделирования исключительно острого стресса, так как время нахождения животного в устройстве не превышает 6 часов. В то же время интерес представляет воздействие на животное стресс-факторов в течение более длительных промежутков времени, приводящее к формированию хронического стресса.

Известен способ моделирования эмоционального стресса животных путем создания у них дискомфорта при сохранении контакта особей [SU 4112422/63]. Способ заключается в размещении группы крыс в клетке с отверстиями в одной стенке. Диаметр отверстия 15 мм, расстояние между отверстиями 100 мм. В клетке имелось достаточное количество корма и воды. Хвост каждой крысы просовывали в отверстие, с наружной стороны обматывали в несколько слоев лейкопластыря так, чтобы он не смог высвободиться из отверстия. Сама крыса при этом могла принимать различные позы, есть, пить и т.п. В результате такого способа фиксации и размещения у животных возникал зоосоциальный конфликт, который приводил к агрессивному поведению особей. Грызуны постоянно атаковали друг друга, на кожных покровах головы отмечались многочисленные царапины, следы от укусов. При многодневном воздействии формировались стойкие морфологические признаки эмоционального стресса у крыс с характерными фазами его развития: мобилизации, адаптации, истощения.

Указанный способ выбран в качестве прототипа. Его основным недостатком, как и рассмотренных выше аналогов, является направленность, прежде всего, на моделирование эмоционального стресса у животных, а не на оценку выраженности агрессивного поведения биообъектов в динамике развития стрессового состояния. Выраженность проявления агрессии крысы в способе- прототипе оценивается визуально экспериментатором и по этой причине носит исключительно субъективный, качественный характер. В этом случае точность проводимых оценок будет существенным образом зависеть от индивидуальных качеств экспериментатора (быстрота реакции, острота зрения, внимательность). Кроме того, как и в рассмотренных ранее способах-аналогах, получение значений морфологических показателей, определяющих уровень стрессового состояния биообъектов, также предполагает необходимость забоя испытуемых животных.

Патентуемый способ предполагает исследование выраженности агрессивного поведения подвергшихся воздействию как острого, так и хронического стресса подопытных крыс по показателям двигательной активности, регистрируемым с помощью датчиков, прикрепленных к их хвостам.

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается в разработке способа, обеспечивающего исследование выраженности агрессивного поведения подопытных крыс в условиях эмоционального стресса по функциональному показателю, в качестве которого выступает их двигательная активность.

Достижение технического результата обеспечивается размещением крыс в испытательной камере с фиксацией их за хвост через отверстия в боковой стенке испытательной камеры при сохранении двигательной активности, при этом фиксируют четное количество крыс, отверстия выполняют в двух противоположных стенках испытательной камеры одно напротив другого, крыс фиксируют одну напротив другой, обеспечивая их физический контакт, позволяющий осуществлять взаимные атаки при нахождении как в горизонтальном положении, так и при выполнении стоек, а выраженность агрессивного поведения оценивают по двигательной активности крыс, проявляющейся в амплитуде и частоте перемещений хвоста, которые регистрируют с помощью датчиков.

Известно, что к возникновению и развитию эмоционального стресса биообъектов (в частности крыс) приводит их длительное нахождение в условиях замкнутого пространства при сохранении непосредственного контакта особей [Юматов Е.А., Певцова Е.Н., Мезенцева Л.Н. Физиологически адекватная экспериментальная модель агрессии и эмоционального стресса // Журнал высшей нервной деятельности. 1988, том XXXVIII, вып.2, с. 350 - 354]. Важным нюансом в этом случае является обеспечение постоянного присутствия в поле зрения биообъекта животного-антагониста при ограничении их свободного перемещения. Очевидно, что достижение указанного результата возможно при размещении животных парами одно напротив другого при обеспечении физического контакта между грызунами. Для этого необходимо оборудовать клетку (испытательную камеру) как и в способе-прототипе, отверстиями диаметром 15 мм, но не вдоль одной, а вдоль двух стенок таким образом, чтобы указанные отверстия находились одно напротив другого. Важно также, чтобы взаимное расположение обеспечивало не только визуальный, но и физический контакт животных, зафиксированных за хвост и расположенных одно напротив другого. Физический контакт должен позволять противоположно расположенным особям взаимно атаковать друг друга (наносить укусы, царапины) как при нахождении их в горизонтальном положении с опорой на четыре лапы, так и при выполнении обоими грызунами стойки на двух лапах, что характерно для проявления агрессии.

Расположение в клетке (испытательной камере) нескольких пар зафиксированных за хвост крыс также обеспечивает физический контакт особей, расположенных сбоку друг от друга.

Известно, что в условиях фиксации за хвост у подавляющего большинства подопытных крыс возникает агрессивное поведение, направленное друг против друга [Юматов Е.А., Певцова Е.Н., Мезенцева Л.Н. Физиологически адекватная экспериментальная модель агрессии и эмоционального стресса // Журнал высшей нервной деятельности. 1988, том XXXVIII, вып.2, с. 350 - 354]. При этом проявления агрессии сопровождаются увеличением двигательной активности животных в целом, в том числе движениями их хвоста.

Таким образом, движения хвоста подопытной крысы можно рассматривать в качестве индикатора ее поведенческой (агрессивной) активности и, соответственно, выраженности эмоционального стресса.

Учитывая тот факт, что испытуемые животные будут находиться в состоянии эмоционального стресса, целесообразно любое измерительное оборудования располагать вне клетки (испытательной камеры) чтобы исключить механическое воздействие на него со стороны биообъектов. Следовательно, прибор, измеряющий двигательную активность крыс, должен подсоединяться к той части хвоста, которая находится снаружи клетки (испытательной камеры).

Для измерения двигательной активности крыс могут быть использованы различные по принципу действия датчики перемещений (например, емкостные, оптические, индуктивные, ультразвуковые, магниторезистивные). Их конструктивные особенности позволяют фиксировать даже незначительные перемещения объекта измерения (в данном случае хвоста лабораторного животного) и преобразовывать их значения в электрический сигнал. Выходная информация с каждого датчика может передаваться на персональную ЭВМ для ее последующей обработки (запись в файл, визуализация на экране монитора и т.д.).

Суть предлагаемого способа состоит в следующем. Испытуемые биообъекты (как минимум две особи) помещаются в испытательную камеру и располагаются одна напротив другой, хвост каждой крысы просовывают в расположенные на стенках камеры отверстия диаметром 15 мм. С наружной стороны камеры на хвост каждого биообъекта надевается ограничитель (например, в виде нескольких слоев лейкопластыря), препятствующий его освобождению из отверстия. Также с наружной стороны испытательной камеры после ограничителя к каждому хвосту прикрепляется датчик, передающий фиксируемые им значения амплитуды и частоты его перемещений на персональную ЭВМ для последующей обработки. В этом случае перемещения хвоста крыс отражают их поведенческую активность и, следовательно, уровень агрессивного стрессового реагирования. При этом чем выше амплитуда и частота перемещений хвоста, тем более выражено проявление агрессии в условиях эмоционального стресса у лабораторного животного.

Использование персональной ЭВМ позволяет формировать базы данных по каждому испытуемому биообъекту с учетом динамики развития эмоционального стресса, в том числе в многодневном эксперименте, а также осуществлять визуализацию полученных значений при помощи различного специализированного программного обеспечения.

На фиг. 1 представлена реализация способа исследования выраженности агрессивного поведения подопытных крыс по показателям их двигательной активности в условиях эмоционального стресса.

1. Подопытная крыса.

2. Испытательная камера.

3. Боковая стенка.

4. Отверстие.

5. Ограничитель.

6. Датчик.

7. Персональная ЭВМ.

Подопытных крыс 1 помещают в испытательную камеру 2. В боковых стенках 3 испытательной камеры имеются расположенные строго одно напротив другого отверстия 4, в каждое из которых просовывают хвост биообъекта. На хвост каждого биообъекта с наружной стороны надевают ограничитель 5 так, чтобы он не мог освободиться из отверстия. В то же время свобода передвижения грызунов должна обеспечить физический контакт расположенных друг напротив друга антагонистов, позволяющий им осуществлять взаимные атаки как при нахождении в горизонтальном положении, так и при выполнении стоек. К хвосту каждого биообъекта с наружной стороны крепится датчик 6, передающий фиксируемые значения его перемещений на персональную ЭВМ 7.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к психофизиологии, и может быть использовано для исследования выраженности агрессивного поведения в условиях эмоционального стресса. В испытательной камере фиксируют за хвост четное количество крыс напротив друг друга. Крыс располагают на таком расстоянии, чтобы обеспечить их физический контакт, позволяющий осуществлять взаимные атаки при нахождении как в горизонтальном положении, так и при выполнении стоек. Выраженность агрессивного поведения определяют по двигательной активности крыс, проявляющейся в амплитуде и частоте перемещений хвоста, которые регистрируют с помощью датчиков. Способ позволяет объективно провести исследование агрессивного поведения в условиях эмоционального стресса, не требует забоя испытуемых животных. 1 ил.

Способ исследования выраженности агрессивного поведения подопытных крыс по показателям их двигательной активности в условиях эмоционального стресса, включающий размещение крыс в испытательной камере с фиксацией их за хвост через отверстия в боковой стенке испытательной камеры при сохранении двигательной активности, отличающийся тем, что фиксируют четное количество крыс, отверстия выполняют в двух противоположных стенках испытательной камеры одно напротив другого, крыс фиксируют одну напротив другой, обеспечивая их физический контакт, позволяющий осуществлять взаимные атаки при нахождении как в горизонтальном положении, так и при выполнении стоек, а выраженность агрессивного поведения определяют по двигательной активности крыс, проявляющейся в амплитуде и частоте перемещений хвоста, которые регистрируют с помощью датчиков.