Способ моделирования нарушений зрительной функции Советский патент 1991 года по МПК G09B23/28 

сл

с

Изобретение относится к экспериментальной медицине и физиологии, а именно к моделированию нарушений зрительной функции. Целью изобретения является моделирование нарушений функции цветового зрения. Сущность способа сводится к обучению животных зрительному дифференцированию изображений, регистрации правильных и неправильных реакций до и после нарушающих фармакологических воздействий с последующим определением по энтропии поведения животного степени различения черно-белых и цветовых тест- изображений во всем диапазоне спектральной чувствительности глаза, до и после введения антиоксидантаоксиметацила в дозе 2,5-3,0 мг/кг:3 табл.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и физиологии, а имено к моделированию нарушений зрительной функции.

Целью изобретения является моделирование нарушений функции цветового зрения.

П р и м е р 1, Обезьяна № 1. Обезьяну последовательно обучали зрительному дифференцированию черно-белых геометрических фигур, черно-белых пространственно-частотных решеток и геометрических фигур разного цвета, используя условный инструментальный рефлекс с пищевым подкреплением.

В качестве условных сигналов - тест- изображений с заданными спектральными характеристиками использовали в первом случае черно-белые геометрические фигуры (крест, круг, прямоугольник, ромб, треугольник). Один стимул (крест) положительный

.(подкрепляемый), остальные отрицательные (неподкрепляемые).

Bo-втором случае в качестве условных сигналов использовали черно-белые прямоугольные пространственно-частотные решетки, различающиеся по пространственной частоте в диапазоне от 0,5 до 12,5 период/град. Весь набор содержал 13 стимулов1- один положительный и 12 отрицательных (неподкрепляемых).

В третьем случае в качестве условных сигналов использовали прямоугольники разного цвета (красный, синий, желтый, зеленый). Один стимул (красный прямоугольник) положительный (подкрепляемый), остальные отрицательные (неподкрепляемые).

В каждом случае при дифференцировании обезьяна осуществляла выбор из двух условных сигналов: положительного и отрицательного, одновременно предъявляемых в двух расположенных рядом окошках сиго оо

OJ

го сл

нального табло на подвешенных (с возможностью свободного перемещения) прозрачных заслонках, за которыми находятся кормушки. Отрицательные стимулы предъявляли в случайном порядке.

В исходном положении обезьяна, помещенная в экспериментальную камеру, находилась на стартовой площадке. Подъем непрозрачного экрана, в начальном положении блокирующего доступ к кормушкам, служил обезьяне стартовым сигналом для подхода к сигнальному табло. Обезьяна осуществляла выбор при дифференцировании только после подъема экрана. Обучение во всех случаях сочли законченным, когда правильные реакции у обезьяны достигли уровня 80%. После этого определяли степень различения условных стимулов в каждом случае по последним десяти предъявлениям каждой отрицательной черно-белой геометрической фигуры, по последним шести предъявлениям каждой отрицательной пространственно-частотной решетки и по последним десяти предъявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета.

Затем провели опыты с введением фто- рацизина - фармакологического вещества, нарушающего распознавание зрительных образов. Обезьяне внутримышечно ввели фторацизин в дозе 7 мг/кг. Через 3 ± 0,25 ч - время, обеспечивающее максимальную концентрацию фторацизина в крови, обезьяне повторно предъявили все условные стимулы и определили степень их различения по первым десяти предъявлениям каждой отрицательной черно-белой геометрической фигуры, по первым шести предъявлениям каждой отрицательной пространственно-частотной решетки и по первым десяти предъявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета.

После этого обезьяне внутримышечно ввели оксиметацил в дозе 2,5 мг/кг и через 3 ч - вре мя, обеспечивающее оптимальную Концентрацию оксиметацила в крови, обезьяне снова предъявили условные зрительные стимулы и определили степень различения их, также как после введения фторацизина.

Энтропию поведения животного ( Л Н) определили по формуле

ДН Нэ-Нн-Нк.

где Нэ - степень различения тест-изображе- ний - энтропия поведения после экстремального фармакологического воздействия; Нн степень различения тест-изображений - энтропия поведения до воздействия;

Нк - степень различения гесг-изобра- жений - энтропия поведения после коррекции оксиметацилом.

Нэ, Нн и Нк определяли по формуле

н,(1

ГП|

Mi

)Х

хloga (1

mi

Mi

)1 ,

где mi -число правильных выборов при дифференцировании 1-го изображения;

Mi - число предъявлений 1-го изображения;

п - число различаемых изображений.

Случай 1 - различение черно-белых геометрических фигур. Результаты серии опытов на обезьяне № 1 при дозе фторацизина 7 мг/кг и оксиметацила 2,5 мг/кг приведены в табл.1, в которой, кроме того, содержатся результаты экспериментов при других дозах оксиметацила (1,0; 1,5; 3 мг/кг). Здесь положительная (подкрепляемая) фигура крест, число различаемых отрицательных (неподкрепляемых) фигур Нм определялось следующим образом:

-Ж|од2 -+(1

10 og2 (1

10 10 10

10

10

)о.

+(1

10 10

J0 10

)х

)х

10

Х1од2(1 )-0,

H3 -4iog2lV-H(i-TV)

Х1од2(1 --) о,47.

Н« «092- +1(1-)

7

X|0д2 ( 1

10

) 0,88 ,

Нн Hi-1,35

I 1

ри дозе фторацизина в 7 мг/кг опредеось так

Hl -iVl092lV+(1-lF)x

X 1092(1 - j-) 1 0,47 .

н.. + ю-Щох

хюдг()0,

н Чг|01В-Ј-+1 1-ж х

X 1092(1 --) 0.97.

- 1092- -4(1 Xlog2(1 ) 1

10

)X

H

3- J Hi 2,44

i 1

HK при дозе оксиметацила в 2,5 мг/кг определяли следующим образом:

Xlog2(1 ) 0,47

Н,

Ј

Hi 0.94

i 1

Энтропия поведения животного Л Н- 2,44-1,35-0,,15, Р 0,05.

Из табл.1 видно, что нарушение распознавания черно-белых геометрических фигур корректируется при введении сксиметаци- ла в дозе 2,5 мг/кг. Энтропия поведения при этом доводится до 0,15 бит.

Аналогично после введения каждой из доз (1,0; 1,5; 2,5 мг/кг) оксиметацила предъявляли условные стимулы в виде черно-белых прямоугольных пространственно-частотных решеток и определяли энтропию поведения животного( А Н) по первым шести предъявлениям каждой отрицательной пространственно-частотной решетки. Из табл.1 видно, что распознавание черно-белых пространственно-частотных решеток восстанавливается при введении оксиметацила в дозе 2,5 мг/кг, при этом энтропия поведения обезьяны доводится до 0,5 бит.

В третьем случае после введения каждой из доз оксиметацила в качестве условных сигналов использовали прямоугольники разного цвета (красный, синий, желтый, зеленый). Энтропию поведения животного определяли по первым десяти предъявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета. Из табл.1 видно, что распознавание фигур разного цвета при дозах оксиметацила 2,5 и 3,0 мг/кг не восстанавливается, при этом

энтропия Д Н 1 ,1 0,6 бит и ЛИ - 1,0 0,6 бит соответственно.

П р и м е р 2. Обезьяна № 2. Обезьяну последовательно обучали зрительному 5 дифференцированию черно-белых геомет рических фигур, черно-белых пространственно-частотных решеток и геометрических фигур разного цвета, также используя условный инструментальный рефлекс с пищо0 вым подкреплением.

В каждой пробе при дифференциропз нии обезьяна, также как и в первом примере, осуществляла выбор из двух условных сигналов: положительного и отрицательмо5 го, одновременно предъявляемых в двух расположенных рядом окошках сигналоно- го табло. Остальные манипуляции были те же, что и в примере 1. Обучение сочли законченным также, когда правильные реакции у

0 обезьяны достигли уровня 80%. После этого определяли степень различения условных стимулов в каждом случае по десяти предъявлениям каждой отрицательной черно-белой геометрической фигуры, по последним

5 шести предъявлениям каждой отрицательной пространственно-частотной решетки и по последним десяти предъявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета. Затем провели опыты с введением фто0 рацизина - фармакологического вещества, нарушающего распознавание зрительных образов. Обезьяне внутримышечно ввели фторацизин в дозе 7 мг/кг. Через ,25 ч - время.Ъбеспечивающее максимальную кон5 центрацию фторацизина в крови, обезьяне повторно последовательно предъявили все условные сигналы и определили степень их различения по первым десяти предъявлениям каждой отрицательной черно-белой гео0 метрической фигуры, по первым шести предъявлениям каждой отрицательной пространственно-частотной решетки и по первым десяти предъявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета.

5После этого обезьяне внутримышечно

ввели окоиметацил в каждой из доз (1,0, 1,5, 2,5, 3,0 мг/кг) и через 3 ч - время, обеспечивающее оптимальную концентрацию оксиметацила в крови, обезьяне снова

0 предъявили условные стимулы и определили степень различения их. также как после введения фторацизина. Энтропию поведения животного ( Д Н) определили также, как и в примере 1. Оказалось, что нару5 шение распознавания черно-белых геометрических фигур корректируется . только при дозе оксиметацила 3,0 мг/кг, при этом энтропия поведения ,3 бит (табл.2).

Аналогично после введения оксимета- цила предъявляли условные стимулы в виде черно-белых прямоугольных пространст венно-частотных решеток и определяли энтропию поведения животного ( АН) по первым шести предъявлениям каждой отрицательной решетки. Из табл.2 видно, что распознавание черно-белых пространственно-частотных решеток восстанавливается при введении оксиметацила в дозе 2,5 мг/кг, при этом энтропия поведения обезьяны доводится до 0,5 бит.

В третьем случае после введения каждой из доз оксиметацила в качестве условных сигналов использовали прямоугольники разного цвета (красный, синий, желтый, зеленый). Энтропию поведения животного определяли по первым десяти предъявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета. Из табл.2 видно, что распознавание фигур разного цвета при дозах оксиметацила 2,5 и 3,0 мг/кг не восстанавливается, при этом энтропию соответственно Д Н 1,1 0,6 бит и АН 1,0 0,6 бит,

П р и м е р 3, Обезьяна № 3. Обезьяну последовательно, также как и в примерах 1 и 2, обучали зрительному дифференцированию черно-белых геометрических фигур, черно-белых пространственно-частотных решеток и геометрических фигур разного цвета. Обучение сочли законченным также, когда правильные реакции достигли у обезьяны уровня 80%. После этого, также как и в примерах 1 и 2, определили степень различения условных стимулов в каждом случае. Затем провели опыты с введением фторацизина - фармакологического вещества, нарушающего распознавание зрительных образов. Обезьяне внутримышечно ввели фторацизин в дозе 7 мг/кг Через 3 ± 0,25 ч - время, обеспечивающее максимальную концентрацию фторацизина в крови, обезьяне повторно последовательно предъявили все условные стимулы и определили степень их различения

После этого обезьяне внутримышечно ввели оксиметацил в каждой из доз (1,0, 1,5, 2,5, 3,0 мг/кг) и через 3 ч - время, обеспечивающее оптимальную концентрацию оксиметацила в крови, обезьяне снова предъявили условные стимулы и определи ли степень различия их. также как и после введения фторацизина. Энтропию поведения животного ( А Н) определили также, как и в примере 1 и 2.

Из табл.З видно, что нарушение распознавания черно-белых геометрических фигур

корректируется при дозе оксиметацила 2,5 мг/кг, при этом энтропия поведения животного А Н 0,2 бит

Аналогично, после введения оксиметацила предъявляли условные стимулы в виде

0 черно-белых прямоугольных пространственно-частотных решеток и определяли энтропию поведения животного (АН) по первым шести предъявлениям каждой отрицательной решетки. Из габл.З видно,

5 что распознавание черно-белых про- странственно-частотых решеток восстанавливается при введении оксиметацила в дозе 2,5 мг/кг. при этом энтропия поведения обезьяны доводится до 0,6 бит.

0В третьем случае после введения

каждой из доз оксиметацила в качестве условных сигналов использовали прямоугольники разного цвета (красный, синий, желтый, зеленый). Энтропию поведения жи5 вотного определяли по первым десяти предъявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета. Из табл.3 видно, что распознавание фигур разного цвета при дозах оксимегацила 2,5 и 3,0 мг/кг не восста0 навливаегся, при этом энтропия соответственно А Н 1,2 0.6 бит и АН - 1,1 0.6 бит.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет моде

5 пировать нарушения функции цветовою зрения

Формула изобретения

0Способ моделирования нарушений зрительной функции путем обучения животных зрительному дифференцированию изображений, регистрации правильных и неправильных реакций до и после нарушающих

15 фармакологических воздействий, отличающийся тем, что, с целью моделирования нарушений функции цветового зрения, определяют по энтропии поведения животного степень различения черно-белых и

0 цветовых тест-изображений во всем диапазоне спектральной чувствительности глаза, ло и после воздействий осуществляемых путем введения антиоксиданта оксиметацила к дозе 2 5-3 0 мг/кг

5

Обезьяна № 1

Обезьяна № 2

Таблица 1

Таблица 2

Обезьяна № 3

Таблица 3