Нейрохимия, 2020, T. 37, № 1, стр. 150-23

Нейрорецепторный профиль и поведение субпопуляций мышей CD-1, различающихся устойчивостью внимания

Г. И. Ковалёв 1, Р. М. Салимов 1, Н. А. Сухорукова 1, Е. А. Кондрахин 1, Е. В. Васильева 1

1 ФГБНУ “НИИ фармакологии им. В.В. Закусова”
Москва, Россия

Поступила в редакцию 13.03.2019
После доработки 02.04.2019
Принята к публикации 15.04.2019

Полный текст (PDF)

Аннотация

С помощью радиолигандного связывания проведен анализ нейрорецепторного профиля в структурах мозга субпопуляций мышей аутбредной CD-1, которые различаются по устойчивости внимания к объектам новой среды в тесте обогащенного закрытого крестообразного лабиринта. У субпопуляции мышей со сниженным вниманием к новым объектам в префронтальной коре головного мозга плотность (Bmax, фмоль/мг белка) дофаминовых рецепторов D2-подтипа оказалась на 25% выше, а ГАМКВ – на 34% ниже, чем у мышей с нормальным вниманием. Связывание с NMDA-рецепторами в гиппокампе и префронтальной коре по показателям Kd и Bmax не обнаруживало статистически значимых отличий между субпопуляциями мышей. В дополнительном исследовании поведение мышей в обогащенном закрытом крестообразном и приподнятом крестообразном лабиринтах оценивали с помощью корреляционного и факторного анализа. Показатель внимания к объектам обогащенного лабиринта коррелировал и имел существенные факторные нагрузки c показателями исследовательской активности (время в центре, число вертикальных стоек) в приподнятом лабиринте, но не имел с показателями тревожности.

Ключевые слова: синдром дефицита внимания, закрытый обогащенный крестообразный лабиринт, радиолигандное связывание, NMDA-рецептор, ГАМКВ-рецептор, D2-рецептор, исследовательское поведение, тревожность, двигательная активность

DOI: 10.31857/S1027813320010148

ВВЕДЕНИЕ

Cиндром дефицита внимания (СДВ, ADD) и поиск методов его возможной терапии является актуальной проблемой здравоохранения. Основными проявлениями синдрома являются нарушения концентрации внимания в виде трудностей его удержания, снижения избирательности и выраженными частыми переключениями внимания. Для пациентов с подтвержденным диагнозом характерны расстройства социальной адаптации, обучения и поведения [1].

На сегодняшний день существуют различные нейроморфологические, генетические, нейрофизиологические, биохимические, социально-психологические концепции, которые пытаются объяснить механизмы развития данной патологии [2, 3]. Одним из перспективных направлений исследований является изучение изменений в нейроцепторном профиле ряда отделов центральной нервной системы и соотношение их функциональной активности у пациентов с СДВ. К таким отделам относятся, в частности, префронтальная кора, которая участвует в планировании двигательных реакций и формировании целенаправленного акта. Поражение префронтальной коры у животных приводит к снижению концентрации внимания (нарушению способности удерживать информацию более чем на несколько секунд), а также к изменению двигательной активности и эмоциональной реактивности [4].

В современной психофармакологии для оценки эффективности препаратов применяется ряд трансляционных моделей синдрома СДВ с использованием линий животных различного генетического статуса [5]. В лаборатории радиоизотопных методов исследований НИИ фармакологии им. В.В. Закусова предложен новый экспериментальный тест для оценки дефицита внимания у грызунов – “обогащенный закрытый крестообразный лабиринт” (Enrichment Discrimination test) [6, 7]. Преимуществами метода являются простота выполнения экспериментов, его неинвазивность и отсутствие необходимости предварительного научения животных. Тест базируется на врожденном стремлении к ознакомлению с объектами новой обстановки.

Целью настоящего исследования являлась оценка нейрохимических особенностей по показателям радиолигандного связывания у субпопуляций мышей, различающихся по устойчивости внимания к объектам новой обстановки. Кроме того, с помощью корреляционного и факторного анализа предполагалось оценить возможность взаимосвязи между уровнем внимания к объектам среды и показателями двигательной активности и тревожности в обогащенном закрытом крестообразном и приподнятом крестообразном лабиринтах.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Организация экспериментов соответствовала этическим нормам, регламентирующим эксперименты на животных (Европейская конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях: EST № 123 от 18 марта 1986 г., Страсбург; Правила надлежащей лабораторной практики”, утвержденные приказом Министерства здравоохранения РФ № 199н от 01.04.2016.). Все экспериментальные установки были поставлены ООО “НПК Открытая Наука” (Россия).

В настоящем исследовании использовали 303 самца мышей CD-1, масса тела 20–25 г., полученных из питомника лабораторных животных “Пущино”. Эта аутбредная линия была использована в связи с тем, что для нее известно влияние наличия элементов обогащенной среды на исследовательское поведение в крестообразном лабиринте [8].

В первом эксперименте участвовало 228 мышей, которые были отобраны по результатам теста исследовательского поведения в обогащенном закрытом крестообразном лабиринте (Enrichment Discrimination test). При этом формировали 2 субпопуляции мышей, которые характеризуются низкой (ED-low, ED-ratio < 100, 114 голов) и высокой (ED-high, ED-ratio > 120, 114 голов) устойчивостью внимания к объектам новой среды. Данные субпопуляции мышей в течение недели использовались в исследовании радиолигандного связывания в структурах мозга.

Во втором эксперименте исследования изучали поведение 75 интактных мышей в 2-х последовательных тестах – обогащенном закрытом крестообразном и приподнятом крестообразном лабиринтах. Каждое животное с интервалом 1–2 мин участвовало в обоих тестах в указанной последовательности.

Тест исследовательского поведения в обогащенном закрытом крестообразном лабиринте (ОЗКЛ) (Enrichment Discrimination test). Лабиринт состоял из 4-х закрытых тупиковых отсеков размером 12 × × 12 × 12 см, соединявшихся между собой через квадратное отверстие размером 7 × 7 см с таким же по размерам закрытым центральным отсеком. В качестве объектов для привлечения и удерживания внимания использовали небольшие стеклянные колбы, помещенные в 2-х противоположных тупиках лабиринта, расположение которых в тупиках чередовали для каждого следующего животного.

Мышь помещали в центральный отсек лабиринта, позволяя свободно перемещаться внутри аппарата, сверху лабиринт накрывали прозрачной крышкой. Регистрировали последовательность переходов из одного отсека в другой и время пребывания в них с помощью программы Enriset. Критерием захода в отсек лабиринта считалось наличие всех четырех лап животного внутри этого помещения. Тест заканчивался, когда происходило 12 таких переходов в течение 5 мин [7].

Последующий компьютерный анализ записи позволял выделить ряд показателей поведения [9]:

1) латентный период и продолжительность 1-го захода в рукав (F_ChTm), уровень настороженности животного в новой обстановке – может рассматриваться как показатель баланса между любопытством и тревогой животного в новой обстановке;

2) “длину” первого цикла патрулирования (F_PtrN) (т.е. посещения всех его четырех отсеков хотя бы один раз), исчисляемую числом заходов в тупики; чем меньше данный показатель, тем больше эффективность обхода тупиков лабиринта; данный показатель отражает эффективность ориентации в пространстве и рассматривается как один из видов когнитивной деятельности, не связанной с собственно двигательной активностью и не требующей предварительного обучения;

3) время, прошедшее до завершения животным 12 заходов в тупики (T_Tm), отражает уровень двигательной активности животного;

4) количество дефекаций во время пребывания в лабиринте (Defc_N). Этот показатель обычно отражает эмоциональность животного и может быть дополнительно использован в оценке уровня тревожности;

5) индекс внимания по отношению к объектам (ED-ratio); отражает соотношение времени, проведенного животным в обогащенных и пустых отсеках лабиринта. Для вычисления данного индекса используется формула:

${\text{ED - ratio}} = 100 \times {{T{\text{enriched}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{T{\text{enriched}}} {T{\text{empty}}}}} \right. \kern-0em} {T{\text{empty}}}}$

в которой Tenriched определяется как время, проведенное животным в рукавах установки, содержащих объекты, а Tempty – как время в пустых рукавах соответственно. В случае отсутствия различий во времени Tenriched/Tempty значение индекса ED-ratio было равным 100. Животные, проводившие большее время за изучением объектов в обогащенных отсеках, имели показатель (ED-ratio) более 100 баллов [6, 7].

Тест приподнятого крестообразного лабиринт (ПКЛ) (Elevated Plus-Maze test). Для оценки связи показателя устойчивости внимания к объектам новой среды с показателями тревожности и двигательной активности провели регистрацию поведения группы интактных мышей последовательно в тестах ОЗКЛ и ПКЛ.

В ПКЛ длина рукавов лабиринта составляла 30 см, ширина 5 см, высота стенок 15 см. Два противоположных рукава закрыты с боков и торцов прозрачными стенками; два других – освещены и открыты [10]. Лабиринт был приподнят над полом на высоту 40 см. Мышь помещали в центр лабиринта головой к открытому рукаву, позволяя свободно перемещаться внутри аппарата в течение 5 минут. При этом регистрировали:

1) латентный период до 1-го захода в один из рукавов (F_ChLat);

2) число заходов в рукава (Vis_N);

3) время в открытых рукавах (Open_Tm);

4) время в центре лабиринта (Cen_Tm).

Дополнительно отмечали количество заглядываний за пределы пола открытого рукава (свешиваний, HANG), вставаний на задние лапы (REAR) и число дефекаций (Def_N). Регистрацию поведения мышей осуществляли с помощью видеосистемы и компьютерной программы Smart Junior (Panlab, Испания).

Радиолигандный анализ. После поведенческой сессии в закрытом обогащенном крестообразном лабиринте у мышей извлекали структуры головного мозга и замораживали в жидком азоте для последующего радиолигандного анализа с D2-дофаминовыми рецепторами, глутаматными NMDA-рецепторами и ГАМКB-рецепторами.

Связывание с NMDA-рецепторами. Выделение плазматических мембран префронтальной коры и гиппокампа проводили по модифицированным методам [11, 12]. После декапитации ткань немедленно замораживали в жидком азоте и хранили в низкотемпературном холодильнике при –85°С. Гиппокампы и префронтальную кору размельчали в гомогенизаторе Поттера “тефлон–стекло” в 10 объемах буфера № 1 (5 мМ НЕРЕS, 4.5 мM Tris, 0.32 M Сахароза, рН 7.6). Гомогенат разбавляли 50 объемами буфера № 2 (5 мМ НЕРЕS, 4.5 мM Tris, рН 7.6) и центрифугировали при 1000 g 10 мин на ультрацентрифуге Optima L-70K (Beckman Coulter). Супернатант сливали и вновь центрифугировали при 25 000 g 20 мин. Для увеличения выхода белка эту операцию проводили дважды. Полученный осадок ресуспендировали в 50 объемах буфера № 2 и центрифугировали при 8000 g 20 мин. Супернатант и верхний коричневый осадочный слой сливали и центрифугировали при 25 000 g 20 мин. Осадок ресуспендировали в 50 объемах буфера № 3 (5 мМ НЕРЕS, 4.5 мM Tris, 1 мM Na4EDTA, рН 7.6) и троекратно центрифугировали при 25 000 g 20 мин. Полученный осадок ресуспендировали в 50 объемах буфера № 2 и однократно центрифугировали при 25 000 g 20 мин. Конечный осадок сохраняли в 5 объемах буфера № 2 и замораживали в криопробирках в жидком азоте. В день анализа ткань размораживали, разбавляли в 10 объемах буфера № 2, центрифугировали при 25 000 g 20 мин. Осадок ресуспендировали в необходимом количестве буфера № 2. Концентрация белка в образцах мембран составляла 2–3 мг/мл.

Для радиолигандного анализа NMDA рецепторов использовали меченный тритием МК-801(+), с удельной активностью 210 Кюри/ммоль. Реакционная смесь (конечный объем 0.5 мл) содержала 200 мкл буфера № 2, 50 мкл меченного лиганда (в диапазоне концентраций от 0.1 до 30 нМ) и 250 мкл белкового раствора. Неспецифическое связывание определяли в присутствии 50 мкл немеченого лиганда (+)МК-801 (1 μМ), которое составляло 12–14% от общего. Реакционную смесь инкубировали при комнатной температуре в течение 2 ч.

Связывание с дофаминовыми рецепторами D2-подтипа. Изучение радиорецепторного связывания [3H]-сульпирида с рецепторами дофамина проводили по методу [13] с модификациями. После декапитации ткань немедленно замораживали в жидком азоте и хранили в низкотемпературном холодильнике при –85°С. В день экcперимента структуры гомогенизировали в 10 мл ледяного (0–4°C) 50 мМ Tris-HCl буфера (рН 7.4 при 4°C), используя гомогенизатор “тефлон–стекло”. Полученную суспензию центрифугировали при 40 000 g в течение 20 мин в ультрацентрифуге Optima L-70K (Beckman Coulter). После центрифугирования супернатант сливали, осадок ресуспендировали повторной гомогенизацией в том же объеме буфера, затем вновь центрифугировали. Процедуру отмывки проводили трижды, полученный осадок ресуспендировали в 10 мл 50 мМ Tris-HCl инкубационного буфера (рН 7.4 при 37°C) с добавлением солей (120 мМ NaCl, 5 мМ KCl, 2 мМ CaCl2–2H2O, 1 мМ MgCl2–6H2O) и использовали по 250 мкл в процедуре связывания [3H]-сульпирида.

При радиолигандном анализе мембранную фракцию инкубировали с [3H]-сульпиридом (95 Ки/моль), который добавляли в инкубационную смесь в объеме 50 мкл в диапазоне конечных концентраций 0.1–40 нМ и инкубировали в течение 20 мин при температуре 37°C (Sun, 2003) с использованием твердотельного термостата “Термит” (НПО “ДНК-технология”). Неспецифическое связывание определяли в присутствии 50 мкл немеченого лиганда (20 мкМ), которое составляло 25–30% от общего. Объем инкубационной смеси составлял 500 мкл. Процесс связывания останавливали путем добавления 2 мл ледяного 50 мМ Tris-HCl буфера и быстрой фильтрации через стекловолоконные фильтры типа GF/B (Whatman) с последующей промывкой ледяным буфером общим объемом 14 мл.

Связывание с рецепторами ГАМКB-подтипа. Приготовление мембранных препаратов, содержащих ГАМКB-рецепторы префронтальной коры мозга крыс проводили по модифицированным методам [14, 15]. После декапитации ткань немедленно замораживали в жидком азоте и хранили в низкотемпературном холодильнике при –85°С. В день эксперимента фронтальную кору размельчали в гомогенизаторе Поттера “тефлон–стекло” в 10 объемах ледяного буфера (0.32 M Сахароза; pH 7.4). Образовавшийся гомогенат центрифугировали при 1000 g 10 мин. Супернатант повторно центрифугировали при 20 000 g 20 мин. Затем полученный осадок ресуспендировали в дистиллированной воде и вновь центрифугировали 20 мин при 8000 g. Образовавшийся супернатант и верхний надосадочный слой центрифугировали 20 мин при 48 000 g, а осадок суспендировали и вновь центрифугировали в 50 мМ Tris-Сitrate буфере (pH 7.4) 2 раза по 20 мин при 48 000 g, после чего замораживали при –85°С. В день эксперимента мембраны размораживали при комнатной температуре и ресуспендировали в 20 объемах буфера (50 мМ Tris-HCl, 2.5 мM CaCl2, pH 7.4), затем центрифугировали при 8000 g 20 мин. Полученный осадок суспендировали в 20 объемах буфера (50 мМ Tris-HCl, 2.5 мM CaCl2, pH 7.4) и центрифугировали при 20 000 g 20 мин, последнюю процедуру повторяли еще один раз. Конечный осадок ресуспендировали в свежем буфере.

Для проведения радиолигандного анализа использовали меченый тритием (–)Баклофен с удельной активностью 49.7 Кюри/ммоль. Инкубационная смесь (конечный объем 0.5 мл) содержала 50 мкл [G-3H](–)Баклофен, 250 мкл буфера и 200 мкл белковой суспензии мембран, для неспецифического связывания добавляли 50 мкл немеченного лиганда ((–)Баклофен, 1 мМ). Реакционную смесь инкубировали при 4°С в течение 20 мин.

Жидкостно-сцинтилляционная спектрометрия. По окончании инкубации пробы фильтровали через стекловолокнистые фильтры GF/B (Whatman), предварительно смоченные в 0.3% полиэтиленимине в течение 2 ч при комнатной температуре. Каждую пробирку промывали два раза холодным буфером, затем фильтры промывали два раза тем же объемом буфера. Фильтры просушивали на воздухе, переносили в сцинтилляционные флаконы и заливали 5 мл сцинтилляционной жидкости на основе толуола (4 г PPO, 0.2 г POPOP на 1 л толуола). Радиоактивность проб определяли на счетчике Tri-Carb 2900TR (Perkin Elmer) с эффективностью счета 42–46%.

Обработка и представление результатов. Для обработки результатов радиолигандного связывания использовали программу GraphPad Prism 7 Demo и Statistica 6.0. Концентрацию белка измеряли по стандартной методике Лоури (1951). Результаты представлены в виде “mean ± S.E.M”.

Результаты радиолигандного анализа в экспериментах ex vivo оценивали с помощью рассчитанных величин Кd и Bmax, отражающих степень сродства рецептора к лиганду (нМ) и количество мест связывания лиганда (фмоль/мг белка), соответственно. Для анализа насыщения и получения характеристик связывания Bmax и Kd измеряли специфическое связывание для NMDA-рецепторов в диапазоне концентраций от 1.25 до 20 нM, для ГАМКВ-рецепторов – от 2.5 до 20 нМ, для D2-рецепторов – от 1.25 до 20 нМ. Специфическое связывание рассчитывали как разницу между общим и неспецифическим связыванием. Для построения кривых насыщения радиоактивных лигандов каждая концентрация исследуемого вещества была взята в 2-х повторностях.

Статистическую обработку поведенческих данных проводили с помощью программы Statistica 10.0. Различия между субпопуляциями мышей по изучаемым показателям оценивали по 2-стороннему критерию Стьюдента и критерию Манн–Уитни. Для оценки взаимосвязи показателей поведения из разных тестов использовали корреляционный и факторный анализ (метод главных факторов с процедурой вращения осей Varimax normalized). Вычисляли коэффициент корреляции Пирсона, собственные значения выявленных факторов, доли объясняемого ими разнообразия и факторные нагрузки для измеренных показателей. Выбор числа выявленных факторов осуществляли на основе правила Кайзера – по величине собственных значений факторов >1 и правила Кэттелла.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Показатели поведения мышей с низкой (ED-low) и высокой (ED-high) устойчивостью внимания в тесте ОЗКЛ представлены в табл. 1 и находятся в соответствии с ранее полученными данными для изучаемых субпопуляций мышей линии CD1 [7].

Таблица 1.  

Показатели поведения субпопуляций мышей аутбредной CD-1 в тесте ОЗКЛ (представлены средние арифметические величины и их стандартные ошибки)

Экспериментальная группа/показатель ED-low (n = 114) ED-high (n = 114)
F_PtrN 7 ± 0.2 6.8 ± 0.2
F_ChTm 9.1 ± 0.4 9.6 ± 0.8
T_Tm 126.2 ± 6.2* 109.6 ± 3.3
Obj_tR# 57.1 ± 2.8 385.2 ± 16.2
Def_N 0.7 ± 0.1 0.4 ± 0.1

Примечания: * – статистически значимое отличие между субпопуляциями (тест Стьюдента, p < 0.05); # – приведены для справки, сравнение между субпопуляциями не проводили, поскольку данный показатель использовался для разделения на указанные субпопуляции.

При определении концентрации мест связывания [G-3H]МК-801 с NMDA рецепторами гиппокампа и префронтальной коры не было обнаружено статистически значимых отличий между подтипами экспериментальных животных как в величине Bmax, так и Kd (табл. 2).

Таблица 2.

Показатели радиолигандного связывания с рецепторами в структурах мозга субпопуляций мышей CD-1 (m ± S.E.M.)

Радиолиганд Структура мозга Субпопуляции мышей CD-1
ED-high ED-low
параметры связывания параметры связывания
Bmax, фмоль/мг белка Kd, нМ Bmax, фмоль/мг белка Kd, нМ
[G-3H](+)МК-801 Префронтальная кора 1979 ± 100 6.8 ± 0.5 2216 ± 99 7.5 ± 0.8
Гиппокамп 2685 ± 86 6.7 ± 0.5 2927 ± 105 6.3 ± 0.5
[ G-3H](–)Сульпирид Префронтальная кора 734 ± 95 33.8 ± 6.3 982 ± 40* 36.1 ± 2.1
[G-3H](–)Баклофен Префронтальная кора 148 ± 4 25.9 ± 1.0 97 ± 2* 25.9 ± 1.1

Примечание: * – статистически значимое отличие между субпопуляциями (F – критерий Фишера, p < 0.05).

Относительно же плотности мест связывания [G-3H](–)Сульпирида с D2-рецепторами префронтальной коры было установлено, что у животных фенотипа ED-low Bmax на 25% больше по сравнению с фенотипом ED-high (рис. 1).

Рис. 1.

Характеристики радиолигандного связывания [G-3H](–)Сульпирида с D2-рецепторами префронтальной коры субпопуляций мышей CD-1. Примечание: * – статистически значимое отличие между субпопуляциями (F – критерий Фишера, p < 0.05).

При определении концентрации мест связывания [G-3H](–)Баклофена с ГАМКВ-рецепторами префронтальной коры было установлено, что у животных фенотипа ED-low Bmax на 34% меньше по сравнению с фенотипом ED-high (рис. 2). Показатели Kd для рецепторов данных подтипов в выбранных структурах мозга у обеих субпопуляций не различаются статистически значимо.

Рис. 2.

Характеристики радиолигандного связывания [G-3H](–)Баклофена с ГАМКB-рецепторами префронтальной коры субпопуляций мышей CD-1. Примечание: * – статистически значимое отличие между субпопуляциями (F – критерий Фишера, p < 0.05).

Существуют убедительные доказательства в пользу того, что как дофамин (DA), так и норадреналин (NA) вносят вклад в патофизиологию СДВГ, а также в механизм терапевтического действия таких психостимулирующих препаратов, как метилфенидат, амфетамин и пемолин [16].

Эти результаты показывают, что модифицированные катехоламиновые сигналы могут играть решающую роль в патофизиологии СДВГ и терапевтическом ответе на лекарства против СДВГ [17]. Одно из первых клинических исследований, касающихся рецептора D2 при СДВГ, было опубликовано [18], в котором не леченые дети с данным синдромом имели в мозге более высокую плотность дофаминовых D2-рецепторов. Поэтому предполагалось, что высокий уровень этих рецепторов является следствием низкого уровня внеклеточного дофамина, что подтверждает гипотезу о дефиците дофамина, связанную с дефицитом внимания [19].

С другой стороны, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) также может быть вовлечена в патофизиологию синдрома: доклинические исследования указывают на связь между изменениями ГАМК-системы в префронтальной коре мозга и поведенческими признаками у крыс [20], в частности, уменьшением внеклеточной ГАМК [21]. Аналогичные результаты получены в клинических условиях как у детей [22], так и у взрослых [23]. При этом сведений о состоянии ГАМК-рецепторов в мозге, тем более о рецепторах метаботропного ГАМКВ-типа, в научных источниках нами не обнаружено. Следовательно, представленные в нашей работе данные о существенном снижении величины Bmax для связывания [G-3H](–)Баклофена мембранами префронтальной коры мозга мышей с дефицитом внимания к новым объектам являются приоритетными и отражают компенсаторную реакцию на уменьшенное количество синаптической ГАМК.

Поскольку в данном эксперименте были выявлены различия между изучаемыми субпопуляциями мышей по плотности D2- и ГАМКВ-рецепторов и, учитывая, что установлено участие D2- и ГАМКВ-ергических регуляторов в регуляции двигательной активности и тревожности у мышей с тестах исследовательского поведения и приподнятого крестообразного лабиринта [24, 25], в дополнительном эксперименте с помощью корреляционного и факторного анализа оценивали связь в уровне внимания к объектам среды с показателями двигательной активности и тревожности в обогащенном закрытом крестообразном и приподнятом крестообразном лабиринтах.

При анализе поведения мышей в тестах ОЗКЛ и ПКЛ факторное решение выявило 4 фактора, собственные значения которых превышали 1. При этом существенные нагрузки факторов на изучаемые показатели поведения находились в соответствии с наличием статистически значимых корреляций между показателями поведения (табл. 3 и 4). Выявленные 4 фактора объясняли 59% общего разнообразия оценивавшихся признаков.

Таблица 3.

Треугольная матрица коэфициентов корреляции Пирсона между показателями поведения субпопуляции мышей в обогащенном закрытом крестообразном лабиринте (ОЗКЛ) и приподнятом крестообразном лабиринте (ПКЛ) (n = 75)

Группа Тест F_PtrN F_ChTm T_Tm ED-ratio Defc_N F_ChLat Open_Tm Cen_Tm Vis_N HANG REAR
ОЗКЛ ПКЛ
F_ChTm ОЗКЛ –0.05                    
T_Tm 0.23 0.19                  
ED-ratio 0.27 –0.04 –0.11                
Defc_N –0.12 0.17 0.43 0.03              
F_ChLat ПКЛ –0.04 0.44 0.28 –0.1 0.08            
Open_Tm –0.09 –0.2 –0.22 –0.02 0.28 –0.05          
Cen_Tm –0.03 –0.21 –0.09 0.31 –0.01 –0.08 0.29        
Vis_N –0.28 0.32 0.49 –0.09 –0.19 0.36 0.21 0.11      
HANG –0.2 0.34 0.32 –0.06 0.27 –0.16 0.55 0.04 0.65    
REAR –0.05 0.31 –0.14 –0.22 0.26 –0.16 0.01 –0.1 0.59 0.4  
Def_N 0.2 0.25 0 –0.04 –0.08 0.14 –0.14 –0.04 0.38 0.37 0.34

Примечание: полужирным курсивом выделены корреляции, статистически значимые при p < 0.05.

Таблица 4.  

Факторные нагрузки на показатели поведения мышей в обогащенном закрытом крестообразном лабиринте (ОЗКЛ) и приподнятом крестообразном лабиринте (ПКЛ) (n = 75)

Показатели поведения Тест Фактор 1 Фактор 2 Фактор 3 Фактор 4
F_PtrN ОЗКЛ 0.09 0.10 0.04 –0.89
F_ChTm –0.73 0.16 0.06 0.14
T_Tm 0.21 0.20 –0.73 –0.39
ED-ratio 0.03 –0.81 0.01 0.21
Defc_N 0.18 0.12 –0.78 0.15
F_ChLat ПКЛ –0.62 0.21 0.15 0.09
Open_Tm 0.03 0.02 0.17 0.01
Cen_Tm 0.23 –0.64 0.06 0.23
Vis_N 0.68 0.10 0.22 0.49
HANG 0.49 0.04 0.14 0.33
REAR 0.70 0.50 0.09 0.10
Def_N –0.53 0.02 0.49 0.30
Факториальная дисперсия в % от общей дисперсии 21% 12% 13% 13%

Примечание: нагрузки величиной выше 0.3 считались существенными (выделено полужирным курсивом).

Фактор 1 имел значительные нагрузки в основном на показатели поведения в ПКЛ – исследовательскую активность (число заходов рукава, свешиваний и стоек), а также на показатели “тревожности” или осторожности при исследовании данной среды [8] – латентный период первого захода в рукав ПКЛ и ОЗКЛ и число дефекаций в ПКЛ). Знак указанных факторных нагрузок указывает на реципрокные отношения исследовательской активности и тревожности и соответствует известным данным [26]. В целом фактор 1 можно охарактеризовать как “исследовательская активность в ПКЛ”.

Фактор 2 имел значительные нагрузки на индекс внимания в ОЗКЛ, а также на время в центре и число стоек в ПКЛ. Данный фактор не имел нагрузок на показатели тревожности и двигательной активности в обоих тестах [8] (латентный период первого захода в рукав ПКЛ и ОЗКЛ и число дефекаций), в связи с чем его можно охарактеризовать как “внимание в обстановке”.

Фактор 3 имел значительные нагрузки на подвижность (общее время теста) и число дефекаций в ОЗКЛ, а также на число дефекаций в ПКЛ. С учетом знаков нагрузок он свидетельствует, что особи, которые в ОЗКЛ характеризуются подвижностью и эмоциональностью, в ПКЛ демонстрируют более выраженную эмоциональность. Последнее может объясняться наличием в ПКЛ открытых рукавов.

Фактор 4 имел значительные нагрузки на показатели ориентации и подвижности в ОЗКЛ, а также исследовательской активности в ПКЛ. Знаки нагрузок указывают, что “эффективная” ориентация (малое число заходов в рукава до посещения всех рукавов хотя бы раз) и высокая подвижность (малое общее время теста) в ОЗКЛ сочетаются с высокой исследовательской активностью в ПКЛ (число заходов рукава и свешиваний). Следовательно, данный фактор характеризует когнитивную активность, направленную на ознакомление с взаимным расположением частей среды, подобно тому, как это происходит в природе при осмотре грызуном норы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, корреляционный и факторный анализ свидетельствует об отсутствии связи внимания к объектам новой среды в тесте ОЗКЛ с показателями двигательной активности, тревожности и эмоциональности. Данный результат позволяет предположить, что различия в плотности D2-дофаминовых и ГАМКВ-рецепторов, выявленные между субпопуляциями мышей с разными уровнями внимания, по-видимому, связаны собственно с когнитивным доменом нейронального контроля внимания.

Список литературы

  1. Faraone S.V., Biederman J., Weber W., Russell R.L. // J. Am. Acad. Child. Adolesc. Psychiatry. 1998. T. 37. № 2. C. 185–193.

  2. Banaschewski T., Becker K., Scherag S., Franke B., Coghill D. // Eur. Child. Adolesc. Psychiatry. 2010. T. 19. № 3. C. 237–57.

  3. Cortese S. // Eur. J. Paediatr. Neurol. 2012. T. 16. № 5. C. 422–33.

  4. Баркер Р., Барази С., Нил М. // Наглядная неврология / Скворцова В.И., ред. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. 136 с.

  5. Davids E., Zhang K., Tarazi F.I., Baldessarini R.J. // Brain. Res. Brain. Res. Rev. 2003. T. 42. № 1. C. 1–21.

  6. Salimov R.M., Kovalev G.I. // J. Behav. Brain. Sci. 2012. T. 2. № 4. C. 479–484.

  7. Salimov R.M., Kovalev G.I. // J. Behav. Brain. Sci. 2013. T. 3. № 2. C. 210–216.

  8. Aujnarain A.B., Luo O.D., Taylor N., Lai J.K.Y., Foster J.A. // Behav. Brain. Res. 2018. T. 16. № 342. C. 43–50.

  9. Ковалёв Г.И., Васильева Е.В. Салимов Р.М. // Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2019. Т. 69. № 1. С. 123–130.

  10. Pellow S., Chopin P., File S.E., Briley M. // J. Neurosci. Methods. 1985. T. 14. № 3. C. 149–167.

  11. Zhou L.M., Gu Z.Q., Costa A.M., Yamada K.A., Manssone P.E. // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1997. V. 280. № 1. P. 422–427.

  12. LaPage K.T., Ishmael J.E., Low C.W., Traynelis S.F., Murray T.F. // Neuropharmacology. 2005. V. 49. P. 1–16.

  13. Imafuku J. // Brain Res. 1987. T. 402. № 2. C. 331–338.

  14. Bowery N.G., Hill D.R., Hudson A.L. // Neuropharmacology. 1985. V. 24. № 3. P. 207–10.

  15. Szekely A.M., Barbaccia M.L., Costa E. // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1987. V. 243(1). P. 155–9.

  16. Kollins S.H. // Curr. Med. Res. Opin. 2008. T. 24. № 5. C. 1345–57.

  17. Madras B.K., Miller G.M., Fischman A.J. // Biol. Psychiatry. 2005. T. 57. № 11. C. 1397–409.

  18. Ilgin N., Senol S., Gucuyener K., Gokcora N., Sener S. // Dev. Med. Child. Neurol. 2001. T. 43. № 11. C. 755–60.

  19. Montgomery A.J., Asselin M.C., Farde L., Grasby P.M. // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2007. T. 27. № 2. C. 369–77.

  20. Pezze M., McGarrity S., Mason R., Fone K.C., Bast T. // J. Neurosci. 2014. T. 34. C. 7931–7946.

  21. Sterley T.L., Howells F.M., Russell V. // Brain Res. 2013. T. 1541. C. 52–60.

  22. Edden R.A.E., Crocetti D., Zhu H., Gilbert D.L., Mostofsky S.H. // Arch. Gen. Psychiatry. 2012. T. 69. C. 750–753.

  23. Schür R.R., Draisma L.W.R., Wijnen J.P., Boks M.P., Koevoets M.G.J.C., Joëls M., Klomp D.W., Kahn R.S., Vinkers C.H. // Hum. Brain Mapp. 00. 2016.

  24. Radl D., Chiacchiaretta M., Lewis R.G., Brami-Cherrier K., Arcuri L., Borrelli E. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2018. T. 115. № 1. C. 198–203.

  25. Partyka A., Kłodzińska A., Szewczyk B., Wierońska J.M., Chojnacka-Wójcik E., Librowski T., Filipek B., Nowak G., Pilc A. // Pharmacol. Rep. 2007. T. 59. № 6. C. 757–62.

  26. Montgomery K.C. // J. Comp. Physiol. Psychol. 1955. T. 48. № 4. C. 254–260.

Дополнительные материалы отсутствуют.