Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2019, T. 105, № 6, стр. 667-679

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СУДОРОЖНЫХ РЕАКЦИЙ НА ЗВУК У КРЫС

Характеристики аудиогенных судорожных реакций наиболее подробно изучены у мышей и крыс. Вместе с тем, у мышей обнаруживается большой полиморфизм в проявлении пароксизмального синдрома. У крыс картина аудиогенных эпилептиформных припадков более четкая и воспроизводимая, поэтому исследования механизмов формирования судорожных реакций на звук выполнены, в основном, на крысах. Как было установлено, у крыс самых разных линий местом инициации эпилептиформных аудиогенных приступов являются нижние бугры четверохолмия (inferior colliculus) [14, 15, 21–24]. Далее возбуждение охватывает другие стволовые структуры – глубокие слои верхнего четверохолмия, центральное околоводопроводное серое вещество, черную субстанцию, ретикулярную формацию моста, а потом и спинной мозг, следствием чего является возникновение клонико-тонических судорог. [13, 16, 23, 25–27]. Передний мозг не участвует в экспрессии однократных аудиогенных судорог, но рекрутируется в эпилептическую сеть при их повторном возникновении [6, 10, 13, 23, 26, 28]. На основании обобщения большого комплекса экспериментальных данных была сформулированы гипотеза [23] о причинах формирования у крыс с предрасположенностью к аудиогенным эпилептиформным припадкам повышенной судорожной готовности и о механизмах возникновения и реализации у животных генерализованных судорожных реакций в ответ на сильный звук. Как показано многими авторами, у крыс, предрасположеных к спонтанным или вызванным пароксизмальным проявлениям, имеет место генетически обусловленный дефицит ГАМКергического торможения, особенно выраженный в нижних буграх четверохолмия [9, 18, 21, 25, 29, 30]. У нормальных, устойчивых к конвульсиогенному действию звука животных в этой структуре осуществляется не только анализ слуховой информации, но и обеспечивается, при посредстве ГАМКергического торможения, ослабление интенсивности реакций нейронов на сильные звуковые сигналы, вследствие чего даже при действии сильных аудиогенных стимулов уровень активации вышележащих отделов слуховой системы остается достаточно умеренным. У предрасположеных к аудиогенным припадкам крыс, из-за врожденного дефицита ГАМКергического торможения в нижних буграх, такого рода ослабление интенсивности ответных нейрональных реакций на сильные звуковые сигналы практически отсутствует и при поступлении сильного аудиогенного стимула происходит генерализованная активация большого числа нейронов данного образования с последующим вовлечением вышележащих структур мозга в формирование генерализованной судорожной реакции.

ХАРАКТЕР АУДИОГЕННЫХ ПАРОКСИЗМАЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ У КРЫС РАЗНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ

Следует заметить, что практически все крысы, как беспородные, так и линейные, выведенные путем селекции для разных экспериментальных исследований и не связанные непосредственно с проявлениями какого-либо рода пароксизмальной симптоматики, обладают, тем не менее, повышенной чувствительностью к действию звука. Вместе с тем, вызванные аудиогенные генерализованные судорожные реакции наблюдаются лишь у небольшого процента этих животных [2, 5, 6, 31]. В настоящее время в ряде стран путем селекционного отбора были выведены и используются в экспериментах несколько линий крыс с преимущественно парциальными эпилептиформными проявлениями типа абсансов, а иногда и спонтанными клонико-тоническими судорожными припадками. Это линии GAERS (Genet. absence epilepsy rat strain – выведена во Франции на основе страсбургской популяции крыс Вистар [32]), IGER (Ihara genetically epileptic rat – создана в Японии на основе спаривания и отбора из линии крыс с врожденной катарактой [33]), NER (Noda epileptic rat – выведена в Японии на основе отбора крыс в популяции Вистар [8]), P77PMC (Китай [34]), SER – получена в Японии в результате скрещивания крыс линии Sprague–Dawley (несущих мутацию zitter) c крысами линии Вистар (несущими мутацию tremor) [35], WAG/Rij – выведена в Голландии путем инбредного скрещивания крыс Вистар [36], WER (Wakayama epileptic rat – получена в Японии на основе отбора крыс в популяции Вистар [37]). При предъявлении сильного звука у крыс этих линий наблюдаются пароксизмальные припадки разной степени интенсивность вплоть до генерализованных судорог. Для получения стабильных аудиогенных генерализованных клонико-тонических судорожных реакций при отсутствии парциальных эпилептиформных проявлений были выведены путем целенаправленной специализированной селекции несколько линий крыс: крысы линии Крушинского–Молодкиной (Россия), GEPR (Genetically epilepsy prone rats – США) и WAR (Wistar audiogenic rats – Бразилия).

ОСОБЕННОСТИ ЛИНИЙ КРЫС СО СТАБИЛЬНЫМИ ПРОЯВЛЕНИЯМИ ГЕНЕРАЛИЗОВАННЫХ СУДОРОЖНЫХ РЕАКЦИЙ НА ЗВУК

Впервые специализированная селекция по выведению линии крыс с генерализованными судорожными реакциями на действие звука была начата в 1947 г. Л.В. Крушинским, Л.Н. Молодкиной и Д.А. Флессом на биолого-почвенном факультете МГУ на основе аутбредного скрещивания и отбора крыс исходной популяции Вистар, в которой 10–15% особей реагировали на звуковой раздражитель конвульсивными припадками разной интенсивности [10]. К середине 50-х годов у 80% крыс этой линии, а в начале 60-х годов уже у 99%, в ответ на звук интенсивностью 100 дБ обнаруживались генерализованные клонико-тонические судорожные припадки [2, 7]. Вначале селекцию и поддержание вновь создаваемой линии Крушинского–Молодкиной (КМ), осуществляли на основе внутрипопуляционного (аутбредного) скрещивания, а после 1988 г. и по настоящее время с использованием близкородственного тесного инбридинга [6, 15].

Крысы КМ отличаются от нечувствительных к конвульсиогенному действию звука крыс Вистар по ряду биохимических, поведенческих и нейрофизиологических особенностей [2, 6, 7, 15]. Отметим важнейшие из этих различий. В первую очередь, у крыс КМ по сравнению с крысами Вистар имеет место гиперфункция щитовидной железы [7]. Выявлены также существенные различия в состоянии нейромедиаторных систем мозга у животных этих линий. В стриатуме крыс КМ обнаружено достоверно больше дофамина и его метаболита ДОФУК, чем у крыс Вистар, тогда как содержание норадреналина и серотонина в этой структуре ниже [26, 38–41]. В продолговатом мозге крыс КМ уровни аспартата и глутамата на 35–45% выше, а ГАМК и глицина достоверно ниже, чем у крыс Вистар. Вместе с тем, в стриатуме и височной коре содержание ГАМК у крыс КМ достоверно выше.

По типологическим свойствам высшей нервной деятельности крысы КМ отличаются от крыс Вистар более высокой подвижностью нервных процессов и повышенной возбудимостью со склонностью к проявлению аффективных реакций [6, 7, 10, 42]. Сравнение поведения крыс КМ и Вистар в тесте “открытое поле” показало, что уровень эмоциональной реактивности крыс КМ (оцениваемый по числу актов дефекации) достоверно выше, чем у крыс Вистар, а уровень напряжения (страха) в новой обстановке (оцениваемый по наличию и количеству эпизодов груминга) существенно ниже. Выработка и переделка двигательно-оборонительных условных рефлексов у крыс КМ происходит значительно быстрее и с меньшим количеством ошибочных реакций, чем у крыс Вистар. При оценке такой важной интегральной характеристики поведения, как организация бодрствования и сна животных в течение суток, было установлено, что по основным параметрам структура суточного цикла бодрствование–сон у крыс КМ не отличается достоверно от таковой у крыс Вистар [43–45]. Отмечен лишь небольшой активационный сдвиг в структуре цикла у крыс КМ в виде увеличения суммарной продолжительности бодрствования в ночное время: у крыс Вистар ночная поведенческая активность, в основном, завершалась к 4 ч ночи, а у крыс КМ она продолжалась до 6 ч утра.

Хотя крысы КМ имеют наследственную предрасположенность к аудиогенным судорогам, а крысы Вистар устойчивы к конвульсиогенному действию звука, электрофизиологические исследования не выявили существенных отличий в характере электрической активности мозга у животных обеих линий [43, 45, 46]. В нормальных условиях в состояниях активного и спокойного бодрствования, а также в фазе медленноволнового сна паттерны и спектральные характеристики ЭЭГ у животных обеих линий достоверно не различались. Лишь в фазе быстроволнового (парадоксального) сна паттерны и спектры электрограмм коры головного мозга, гиппокампа и медиального центрального ядра таламуса крыс КМ отличались от таковых у крыс линии Вистар. У последних в период быстроволнового сна на ЭЭГ доминируют колебания тета-диапазона, а у крыс КМ превалируют волны альфа-диапазона. Особо следует отметить тот факт, что, несмотря на высокий уровень судорожной готовности крыс КМ, на электрограммах всех обследованных структур мозга этих животных во всех состояниях цикла бодрствование–сон отсутствует спонтанная эпилептиформная активность типа пиков, острых волн или пик-волновых комплексов. Предпринятые нами попытки активации пароксизмальных проявлений у крыс КМ с помощью тотального лишения сна [47], применяющегося в клинике для выявления скрытых форм эпилепсии у человека, не увенчались успехом – лишение сна не только не приводило к появлению эпилептиформных разрядов на ЭЭГ, но даже вызывало в ряде случаев снижение реактивности животных на аудиогенные стимулы. Можно констатировать, что судорожный синдром у крыс КМ носит скрытый характер, не выступая явно в форме эпилептического статуса со спонтанными пароксизмальными ЭЭГ‑проявлениями [46]. Вместе с тем, о наличии такого рода синдрома свидетельствует повышенная чувствительность крыс КМ к действию таких агентов, как камфарное масло, кофеин, пентилентетразол, пилокарпин, электрошок [6, 7, 10, 48–50].

Вторая линия, предрасположенных к генерализованным аудиогенным судорогам крыс – GEPR (Genetically epilepsy prone rats) – была выведена в 50-е годы ХХ века в Аризонском универстете (США) на основе аутбредной линии Спрэг–Доули [4, 12, 21]. В этой линии выделены две сублинии: GEPR-3 и GEPR-9. Крысы сублинии GEPR‑3 реагируют на сильный звук только клоническими судорогами. У крыс сублинии GEPR-9 в ответ на звук развивается полный генерализованный припадок, включающий клонические и тонические судороги с экстензией конечностей. Крыс линии GEPR используют в лабораториях всего мира для изучения поведенческих, биохимических и нейрофизиологических аспектов формирования эпилептиформной пароксизмальной симтоматики, исследований патофизиологических механизмов эпилептогенеза и тестирования активности новых антиэпилептических препаратов [12, 16, 19, 26].

Общим для крыс линий КМ и GEPR является то, что запуск аудиогенных судорог происходит у них в нижних буграх четверохолмия [21, 22, 24, 25]. При этом у обеих линий крыс NMDA-рецепторы глутамата играют ведущую роль в плане активации данной структуры [13, 19, 20, 23, 51]. Вместе с тем, по ряду биохимических показателей крысы КМ существенно отличаются от крыс линии GEPR. Так, у крыс КМ имеет место гиперфункция щитовидной железы [7], а у крыс линии GEPR со второй недели жизни и вплоть до 1 года функция щитовидной железы снижена [52]. Животные обеих линий различаются и по фоновым (вне аудиогенного припадка) уровням ряда нейромедиаторов. У крыс КМ в мозге выявлено повышенное по сравнению с крысами Вистар содержание дофамина, особенно в стриатуме, а также серотонина в височной коре, гиппокампе и продолговатом мозге, но не стриатуме [38–40]. Крысы же GEPR по сравнению с крысами Спрэг–Доули характеризуются нормальным содержанием дофамина и сниженными концентрациями норадреналина и серотонина в конечном мозге, таламусе, гипоталамусе, среднем мозге и области моста [11, 12, 53]. При сравнении характеристик судорожных реакций крыс линий GEPR и КМ было показано, что пороги реакции на электрошок у крыс КМ ниже, чем у GEPR [48].

Третья линия крыс с генерализованными аудиогенными припадками – WAR (Wistar audiogenic rats) – была выведена сравнительно недавно на основе инбредного скрещивания и отбора крыс в исходной популяции Вистар в Бразилии в Университете Сан Паулу [54]. У этих крыс, как у GEPR и КМ, местом инициации аудиогенных судорог также являются нижние бугры четверохолмия [14]. Основные черты эпилептиформных судорожных реакций на действие звука у животных этих линий схожи [9]. Но обращает на себя внимание различие характера поведения крыс КМ и WAR в тесте “открытого поля”. Как мы уже упоминали, у крыс КМ уровень напряжения (страха) в новой обстановке существенно ниже, чем у крыс Вистар. Кроме того, у крыс КМ при размещении на арене “открытого поля” новых предметов выявляется “гиперисследовательская” активность [6]. Крысы WAR, хотя они также выведены на основе отбора крыс в популяции Вистар, напротив, демонстрируют высокую тревожность и низкую исследовательскую активность к новым предметам в тесте “открытого поля”. В чем причина таких различий, еще предстоит выяснить. Тем более, что в настоящее время на крысах линии WAR выполняется большой объем нейроэтологических, нейрофизиологических и нейрофармакологических исследований по изучению механизмов и особенностей судорожных реакций при действии различных конвульсиогенных агентов и антиэпилептических препаратов [см. обзор 14].

Охарактеризовав особенности эпилептиформных пароксизмальных реакций на звук у разных линий крыс, остановимся более подробно на методических аспектах работы с крысами, имеющими предрасположенность к аудиогенным генерализованным судорогам.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ПОДГОТОВКИ КРЫС ЛИНИИ КМ К ПРОВЕДЕНИЮ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В наших исследованиях мы использовали, главным образом, взрослых самцов (масса тела 200–300 г) крыс КМ аутбредной популяции. В начале 60-х годов ХХ века крысы этой популяции были доставлены из МГУ в лабораторию генетики высшей нервной деятельности Института физиологии им. И.П. Павлова АН СССР и на кафедру высшей нервной деятельности ЛГУ, а далее в виварий ИЭФБ им. И.М. Сеченова РАН, где содержатся до настоящего времени. В качестве контрольных животных в наших опытах использовали крыс популяции Вистар, полученных из питомника “Рапполово”.

Следует заметить, что крысы КМ аутбредной популяции имеют, по нашим наблюдениям, ряд преимуществ в плане работы с ними по сравнению с крысами инбредной популяции, разведение которых осуществляется в МГУ. Так, в аутбредной популяции животные хорошо размножаются, а инбредную популяцию очень трудно поддерживать из-за малого количества зачатий и высокой смертности новорожденных. Еще одним преимуществом является то, что аутбредные крысы КМ совершенно неагрессивны по отношению к работающим с ними людям, в то время как у крыс инбредной популяции степень агрессивности даже выше, чем у крыс Вистар. На других особенностях работы с крысами обеих популяций мы остановимся ниже.

Перед началом экспериментальной работы каждую из крыс мы помещали в индивидуальной камере (30 × 40 × 40 см) из прозрачного оргстекла, что обеспечивало возможность осуществлять видеонаблюдение и видеозапись поведения животного. На дно камеры устанавливали электродинамический датчик для регистрации движений (актограммы), закрывая его пластиной, размеры которой соответствовали размерам дна камеры. Сверху камеру накрывали решетчатой крышкой, на которой устанавливали динамик для подачи акустических сигналов. Камеру помещали в объемный бокс, обеспечивающий электро-, свето- и звукоизоляцию от внешних источников. Животных содержали в условиях 12-часового цикла свет/темнота при свободном доступе к пище и воде. Содержание животных, последующие оперативные вмешательства и эксперименты выполняли в соответствии с Правилами обращения с лабораторными животными ИЭФБ РАН, согласующимися с директивой Европарламента 2010/63/ЕС от 22.09.2010 г.

Первоначально всех крыс проверяли на способность отвечать судорожным припадком на звуковой стимул. В отличие от других авторов, применявших в качестве источника широкополосного (от единиц Гц до 85 кГц) акустического сигнала электрозвонок [1, 7, 10] или специально сконструированный генератор, имитирующий звон ключей [31], мы применяли однотонный синусоидальный сигнал частотой 8 кГц и интенсивность 90 дБ, генерируемый с помощью фоностимулятора FNS 21 (Медикор, Венгрия). Применение такого рода звуковой стимуляции позволяло обеспечить надежное и стандартное воспроизводство аудиогенных судорожных реакций у животных. Поскольку в настоящее время указанные фоностимуляторы уже не производятся, то мы использовали и новый метод акустической стимуляции для тестирования крыс на проявление аудиогенных судорожных реакций. Для этой цели на компьютере в аудиоредакторе Sound Forge с помощью синтезатора звука была сформирована синусоидальная тоновая посылка частотой 12 кГц, продолжительность которой составляла 3 мин. При тестировании животных аудиофайл с записью этой тоновой посылки воспроизводили с помощью компьютера через активную широкополосную акустическую колонку мощностью 8 Вт с уровнем громкости, обеспечивающем интенсивность сигнала на уровне дна камеры 90 дБ.

Отбор нечувствительных к действию звука крыс популяции Вистар осуществляли, подвергая их аудиогенной стимуляции в течение 3 мин. Если в течение этого периода у животных не наблюдали никаких проявлений судорожного характера кроме краткой двигательной реакции (обычно вздрагивание) в ответ на включение звука и повышенного груминга, как свидетельства эмоционального напряжения, то этих крыс расценивали как нечувствительных к конвульсиогенному действию звука [10]. Этих животных и использовали в дальнейшем для проведения контрольных опытов. Отбраковка при такого рода тестировании составляла обычно от 0 до 3% крыс популяции Вистар, поскольку в ответ на аудиогенную стимуляцию они демонстрировали интенсивные круговые пробежки или клонические судороги.

Аналогичному тестированию на действие звука подвергали и крыс КМ аутбредной популяции. Эти крысы реагировали на аудиогенный стимул генерализованными клонико-тоническими судорожными припадками. Феноменология этих припадков была следующей (рис. 1). В течение 4.6 ± 1.8 с реакция на действие звукового раздражителя проявлялась только в виде вздрагивания животного и настороженности (интенсивность пароксизмальных реакций 0 баллов по модифицированной нами [51] шкале Крушинского [10]). Далее возникало сильное моторное возбуждение (стадия пробежки) в виде безудержного кругового бега в течение 4–8 с (интенсивность конвульсивных проявлений 1 балл). У 30% крыс аутбредной популяции этот бег без перерыва (одноволновая форма припадка) переходил в клонические судороги (клоническая стадия) с падением животного сначала на живот, а затем на бок (интенсивность судорожной реакции 2 балла). У остальных крыс начальное моторное возбуждение сменялось тормозной паузой длительностью от 3 до 16 с, а потом возникала вторая волна двигательной активности с переходом в стадию клонических судорог (двухволновая форма припадка). Через 5–19 с после начала клонических судорог они у всех крыс, как с одно-, так и с двухволновыми припадками сменялись тоническими судорогами (тоническая стадия, продолжительность от 4 до 13 с) в позе животного на боку с выраженной экстензией передних и задних конечностей (рис. 1Г).

Рис. 1.

Характер поведения и паттерны электрограмм соматосенсорной (1), зрительной (2) и слуховой (3) коры, гиппокампа (4) и актограммы (5) крысы Крушинского–Молодкиной при развитии одноволнового аудиогенного судорожного припадка от его начала до завершения. На горизонтальной линии над полиграммой – стадии припадка: А – настороженность после включения звука (предсудорожная стадия), Б – двигательное возбуждение (стадия побежки или “дикого бега – wild running”), В – клонические судороги, Г – тоническая экстензия, Д – постиктальная депрессия. Горизонтальная линия под полиграммой – продолжительность действия аудиогенного раздражителя; разнонаправленные стрелки моменты включения и выключения звуковой стимуляции. Калибровка: 100 мкВ; 2 с.

Известно, что крысы КМ с двухволновой формой аудиогенных клонико-тонических судорожных припадков имеют более низкий уровень возбудимости гиппокампа, а, следовательно, и судорожной готовности, по сравнению с животными, реагирующими на звук одноволновыми припадками [55]. Исходя из этого, мы в применяемой нами шкале оценки интенсивности судорожных проявлений расценивали генерализованные клонико-тонические судорожные реакции на звук у крыс с двухволновыми припадками как реакции с интенсивностью 3 балла, а аналогичные судороги у животных с одноволновыми припадками – как конвульсии силой в 4 балла.

После окончания судорожного припадка у крыс возникало состояние так называемой постиктальной депрессии (рис. 1Д), которое могло продолжаться от 5–10 до 20–40 мин. Это состояние характеризовалось неподвижностью животного и сниженной реактивностью к внешним стимулам, включая звук. У некоторых крыс вместо постиктальной депрессии возникали постиктальные клонические судорожные реакции в виде резких подпрыгиваний, которые сопровождались громкими взвизгиваниями животных. Постиктальная депрессия и постиктальные клонические судороги характерны для крыс всех линий с генерализованными аудиогенными судорожными реакциями [7, 9, 23].

Хотя для состояния постиктальной депрессии характерно снижение реактивности к внешним стимулам, но его нельзя относить к патологическим формам обездвиженности типа каталепсии или кататонии, как это делают некоторые авторы [6]. Малейшая попытка прикоснуться к крысе вызывает ее ответную реакцию. Когда же проявляются состояния обездвиженности типа каталепсии или кататонии, то прикосновение к животным не выводит их из этих состояний [44]. Кроме того, потеря реактивности крыс к звуку во время постиктальной депрессии непродолжительна. Если аудиогенный стимул предъявляли повторно через 1 мин после генерализованного судорожного припадка, то у некоторых животных возникали ответные конвульсивные реакции разной интенсивности вплоть до клонико-тонических судорог. При повторном предъявлении звука через 10 мин после генерализованного припадка уже примерно 15% крыс отвечали на стимул судорожной реакцией. Полностью чувствительность животных к аудиогенным стимулам восстанавливалась к 45-й минуте после генерализованного судорожного припадка [56, 57].

Следует отметить, что генерализованные клонико-тонические судорожные припадки приводят к существенной дезорганизации функционирования систем регуляции сна крыс [45, 57]. При этом расстройства деятельности синхронизирующих механизмов мозга, обеспечивающих протекание медленноволнового сна, проявляются слабо и относительно непродолжительны (не более 2 ч после однократного припадка). Нарушения же работы систем, ответственных за формирование быстроволнового сна, более значимы и касаются в первую очередь механизмов запуска данной фазы сна [24, 27]. Установлено, что после однократного генерализованного припадка у крыс наблюдается длительная (до 3.5 ч) редукция быстроволнового сна без последующего компенсаторного увеличения представленности этой фазы в цикле бодрствование–сон. Восстановление нормальной организации сна у животных после однократного генерализованного припадка происходит только спустя 12 ч. Поэтому опыты на крысах, перенесших аудиогенные судороги, можно проводить не ранее, чем через 2 дня.

Выявленных в ходе тестирования высоковозбудимых самцов и самок крыс, реагирующих на действие звука генерализованными клонико-тоническими судорожными припадками интенсивностью 4 балла, мы использовали в качестве производителей для поддержания популяции. Экспериментальные физиологические исследования выполняли на самцах крыс, у которых в ответ на аудиогенные стимулы наблюдали аудиогенные судорожные припадки интенсивностью 3 или 4 балла.

Для проведения электрофизиологических исследований отобранным крысам под золетиловым (Zoletil 100; Vibrac, Франция) наркозом (70 мг/кг, внутримышечно) вживляли по стереотаксическим координатам [58] электроды для регистрации электрической активности мозга. После операции крыс в течение 5–7 сут адаптировали к условиям эксперимента, подключая ежедневно посредством отводящего кабеля к электроэнцефалографу. С подробным описанием проведения операции, контрольных опытов и электрофизиологических экспериментов можно ознакомиться в наших публикациях [43, 45, 46, 50]. Здесь же только отметим, что по феноменологии и временным характеристикам аудиогенные генерализованные клонико-тонические судорожные реакции у интактных крыс и крыс, с вживленными для выполнения электрофизиологических экспериментов электродами, были полностью идентичны. На рис. 1. представлен пример полиграфической записи развития аудиогенного судорожного припадка у крысы в свободном поведении. Животное связано с регистрирующей аппаратурой только легким отводящим кабелем. При включении звукового стимула крыса вздрагивает, что четко отмечается на записи актограммы (рис. 1, 5), и настораживается. При этом характерная для крыс в состоянии спокойного бодрствования электрическая активность мозга с превалированием в спектрах волн дельта- и тета-диапазонов сменяется ЭЭГ-активностью с доминированим тета-колебаний (рис. 1, 1–4), свидетельствующей о возбуждении животного. Далее у крысы возникает двигательное возбуждение в виде круговой пробежки и прыжков, завершающееся падением животного на живот с развитием клонических судорог. Полиграфическая запись во время пробежки и клонических судорог существенно осложнена артефактами, возникающими при резких движениях животного. Вместе с тем, на фоне клонических и последующих тонических судорог в спектрах ЭЭГ явно отмечается доминирование колебаний альфа-диапазона и постепенный переход к активности с превалированием тета-колебаний. Данная ЭЭГ-активность характерна для стадии постиктальной депрессии. В опытах на фиксированных животных при аудиогенных судорогах наблюдается аналогичная картина изменений характера ЭЭГ [28].

При изучении влияния фармакологических препаратов на аудиогенные судорожные реакции крыс, в частности, блокаторов каналов ионотропных глутаматных рецепторов [20, 51], обязательно требуется проведение через 1–2 дня после первого отборочного тестирования еще и второго (фонового) теста на реактивность животных к действию звука. Перед этим тестированием крысам внутримышечно вводили 0.5 мл чистого, не содержащего фармпрепаратов растворителя, и через 30 мин адаптации животных в экспериментальной камере вызывали аудиогенные судороги, определяя латентный период и интенсивность судорожного припадка. Эти параметры припадка принимали в качестве контрольных. У некоторых крыс при указанных экспериментальных манипуляциях наблюдали повышение уровня настороженности, что влекло за собой снижение интенсивности аудиогенных судорожных реакций до 2 или даже до 1 балла. Таких животных исключали из дальнейших экспериментов. На отобранных в результате фонового тестирования крысах проводили с интервалом в 2–3 дня экспериментальные исследования. В этих опытах животным вводили 0.3–0.5 мл раствора исследуемых фармпрепаратов и через определенный для каждой серии опытов интервал времени (30 мин, 1, 2 или 3 ч) после введения предъявляли звуковой сигнал. В дальнейшем оценивали изменения параметров аудиогенных судорожных реакций по сравнению с контрольными.

Крысы КМ инбредной популяции, как правило, реагируют на звук генерализованными клонико-тоническими судорогами, которые возникают с небольшим (2–5 с) латентным периодом, протекают очень интенсивно и завершаются в течение 19 с после начала аудиогенной стимуляции. Прервать выключением звука эти припадки на какой-либо стадии невозможно. Поэтому, если необходимо изучать влияния на какой-нибудь процесс не только полных генерализованных судорожных припадков, но и частичных их проявлений в виде пробежки или пробежки и клонических судорог, то такого рода исследования можно выполнить только на крысах КМ аутбредной популяции. В частности, на крысах этой популяции, используя выключение звука в начале отдельных стадий аудиогенного пароксизмального припадка, мы смогли изучить влияние конвульсий разной интенсивности (только пробежка, пробежка и клонические судороги, полный клонико-тонический судорожный припадок) на процесс восстановления организация сна у крыс в норме и после лишения животных сна [59]. Оказалось, например, что, если пароксизмальные приступы протекали в форме только двигательного возбуждения (пробежка) без явно выраженных конвульсий, то такого рода припадки даже способствуют более быстрому началу процесса восстановления после лишения крыс сна.

ИСТОЧНИКИ ФИНАНСИРОВАНИЯ

Работа выполнена в рамках государственного задания (тема “Нейрофизиологические механизмы регуляции функций и их эволюция”, рег. ЦИТиС № АААА-А18-118012290372-0).