Способ определения спонтанной двигательной активности крыс

 

(57) Использование: экспериментальная медицина. Сущность изобретения: с целью определения спонтанной двигательной активности крыс с применением методики "открытого поля" регистрируют количество пересеченных квадратов, заглядываний в норку, вертикальных поз, "умываний", выполненных в течение пяти минут в период с 18⁰⁰ до 20⁰⁰ часов дня независимо от времени года один раз через каждые пять дней. 8 табл.

Изобретение относится к медицине, а именно физиологии, токсикологии, фармакологии, гигиене, и может быть широко использовано в этологии.

Известен способ определения двигательной активности (ДА) с помощью "беличьего колеса" и (или) актографов различных конструкций.

В случае применения устройства типа "беличье колесо" недостатком является то, что двигательная активность характеризуется только одним из компонентов таковой локомоцией и не имеет прямых аналогий в нормальной жизни лабораторного животного.

Недостатком применения актографов является то, что они неоправданно удлиняют время эксперимента и длительность контроля ДА, требуют сложной настройки самого прибора, последующей дешифровки данных по актограмме и соответствующего способа количественной обработки данных.

Известно применение методики "открытого поля" для изучения состояния ЦНС с помощью регистрации естественных для животного движений.

Задача изобретения разработка нового способа определения спонтанной двигательной активности (СДА) с применением методики "открытого поля", простого в проведении, оснащении и обработке информации, экономичного по времени определения и (или) контроля СДА.

Поставленная задача достигается тем, что, в отличие от прототипа, регистрируют количество пересеченных квадратов, заглядываний в норку, вертикальных поз, "умываний", выполненных в течение пяти минут в период с 18⁰⁰ до 20⁰⁰ часов дня независимо от времени года один раз через каждые пять дней.

Следовательно, предлагаемый способ соответствует критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого способа с другими источниками информации в данной области указывает на отсутствие в них отличительных признаков предлагаемого способа. Следовательно, данный способ соответствует критерию "изобретательский уровень".

Способ осуществляется следующим образом.

В период с 18 до 20 часов дня экспериментальное животное (крыса) помещается на горизонтальную площадку "открытого поля" в квадрат, произвольно выбранный нами для первоначального помещения в него всех испытуемых крыс при стандартном освещении и изоляции от посторонних раздражителей. В течение 5 минут ежеминутно учитывают количество: пересеченных квадратов, заглядываний в норку, вертикальных поз и "умываний", фиксируя эти данные в протоколе опыта (табл. 7).

Пример. Поведение животного через двигательную активность можно оценивать с помощью навязываемой и неизбегаемой двигательной активности (например, в тредбане) или через регистрацию самопроизвольных естественных двигательных реакций, названных спонтанной ДА СДА. Для изучения изменчивости СДА во время основного эксперимента целесообразно изучать СДА с определения исходного значения СДА, определяемой до начала основного эксперимента, т.е. контрольного значения СДА для каждого животного или группы животных, как отражения изначального состояния двигательной активности. Под основным экспериментом понимается отвечающее целям и задачам исследование, которое требует определения изменчивости целого ряда изучаемых величин, в том числе, например, и СДА. День, в который проводилось тестирование, назван нами днем исследования. Данные отдельного тестирования заносятся в протокол опыта (табл. 7), который, кроме общих сведений и сводной таблицы, позволяющей при необходимости произвести поминутный анализ СДА, содержит в верхней половине листа схематическое изображение квадратов горизонтальной площадки "открытого поля". Каждый из 25 квадратов горизонтально разделен на 5 частей, выражающих 5 минут. Движения по квадратам (в отличие от других поведенческих реакций, сразу заносимых в таблицу) отмечаются непрерывной чертой. Для 1-й минуты продвижения животного отмечаются линией, которая заканчивается в самой верхней части соответствующего квадрата. На 2-й минуте линия схемы движения животного в протоколе отмечается уже во второй горизонтальной части вновь посещаемого квадрата и так аналогично для других минут. Для четкого разграничения минутного посещения квадратов существует необходимость линию в последнем квадрате предыдущей минуты и в первом квадрате последующей отмечать двумя точками на линии в соответствующей минуте упоминаемых квадратов. Это позволяет достигать точности подсчета посещения квадрата при необходимости поминутного анализа. Предлагаемая схема посещенных (пересеченных) квадратов позволяет производить их подсчет и заполнение соответствующей части таблицы после окончания тестирования, а также, при необходимости зрительно оценивать особенности движения по площадке "открытого поля", изучать взаимоотношения посещения периферических и внутренних квадратов поля. Для определения контрольного (исходного) значения СДА тестирование проводилось трижды с интервалом между днями исследования в 5 дней. Пятидневный интервал позволяет снизить формирующееся "привыкание" экспериментальной крысы к "полю" [1] и одновременно уловить возможные изменения СДА у крыс-самок, связанные с 15-дневным менструальным циклом. В табл. 1 представлена схема проведенного эксперимента на белых крысах.

Контрольное значение величины СДА для каждого животного рассчитывали как среднематематическое из значений СДА, определяемых за эти дни исследований. В 1-3 дни исследования СДА определялась из суммы 12 величин, а в 4-6 дни исследования из суммы 3 величин.

В 1, 2, 3 дни исследований тестирование выполнялось 4 раза в день в периоды: 0⁰⁰-2⁰⁰, 6⁰⁰-8⁰⁰, 12⁰⁰-14⁰⁰, 18⁰⁰-20⁰⁰. В табл. 2 представлена разность (в) между контрольным значением CДА (рассчитанной по 1, 2, 3 дням исследований) и СДА, присущей группе животных в каждый из этих дней исследования.

В табл.3 представлена разность (в) между значением СДА, определяемой по первым трем дням исследования и СДА, рассчитанной на определенное время суток по этим же первым трем дням исследования.

В 4, 5, 6 дни исследований тестирование выполнялось 1 раз в день в период с 18⁰⁰ до 20⁰⁰ часов дня. В табл. 4 представлены данные спонтанной двигательной активности, определенной за 1-3 дни (СДА1-3) и 4-6 дни исследований (СДА4-6).

Снижение СДА4-6 можно объяснить привыканием животного к "полю", а следовательно, отсутствием необходимости большого количества раз тестирования при определении контрольного значения СДА. Для подтверждения этого предположения проведен эксперимент для животных той же популяции, но СДА1-3 определялась однократно в день исследований в период с 18⁰⁰ до 20⁰⁰ часов дня (группа N 3).

В табл. 6 данные о влиянии времен года на СДА, определяемую однократным в день исследования тестированием по трем дням исследования в период с 18⁰⁰ до 20⁰⁰ часов.

Целесообразность определения контрольного значения СДА и выявления последующей изменчивости СДА, например, во время острой или хронической интоксикации связано с изучением возможных взаимосвязей между уровнем СДА и рядом биологических процессов в организме, так как движение является одним из фундаментальнейших проявлений жизни. Поэтому величина и (или) изменчивость СДА может характеризовать целый ряд интимных процессов в организме или отражать благополучие гомеостатических процессов.

В табл. 8 данные эксперимента о возможности деления экспериментальных животных по величине СДА на две группы: с низкой СДА НСДА и с высокой СДА - ВСДА (НСДА ≅25<ВСДА, где 25 медиана вариационного ряда величин СДА).

Последующие определения изменчивости СДА после выявления контрольного значения СДА производятся при проведении основного эксперимента однократным тестированием в "открытом поле" с заполнением аналогичного протокола, а значение СДА выражается в аналогичных условных единицах активности. При возможности, желательно сохранять интервал между днями исследованиями в 5 дней, что реально в условиях хронического эксперимента. В случае острого эксперимента для выявления объективной изменчивости СДА предпочтительно спланировать начало эксперимента так, чтобы проведение тестирования в "открытом поле" приходилось на период 18-20 часов дня.

Таким образом, предлагаемый способ определения СДА и ее изменчивости осуществим при соблюдении простых и выполнимых условий.

Определение двигательной активности белых крыс проводят тестированием в "открытом поле" в течение 5 минут в период с 18 до 20 часов дня не чаще 1 раза в 5 дней.

Спонтанную двигательную активность оценивают как сумму количеств: пересеченных квадратов, заглядываний в норку, вертикальных поз, "умываний", значение суммы выражается в условных единицах активности (усл. ед. акт.).

Оптимальным количеством раз для определения исходной спонтанной двигательной активности является три.

Контрольное значение спонтанной двигательной активности равняется среднематематическому значению суммы СДА, определяемых за три тестирования.

Изменение СДА оценивают по однократному тестированию в день исследования, которые следуют после дней, определявших контрольное значение СДА.

Деление экспериментальных крыс на "высоких" и "низких" по контрольному значению СДА производят при ее пограничном значении равному медиане вариационного ряда изучаемого признака.

Рациональным с позиции статистической достоверности и экономии времени на эксперимент при таком определении СДА и последующих изменений СДА является интервал в 5 дней между ближайшими днями исследований.

Исследуемый критерий не подвержен значительному влиянию времени года и половой принадлежности и позволяет изучать состояние СДА в условиях как острого, так и хронического эксперимента независимо от их влияния.

Предлагаемый способ определения и расчета контрольного значения СДА прост и удобен. А условия оснащения и исполнения делают сам способ доступным для любой лаборатории. С учетом общепризнанности методики "открытого поля" наш способ упрощает определение экспериментально-функционального критерия СДА при сохранности высокой информативности изучаемого признака. В отличие от уже известных методик определения СДА использование этого способа не вносит существенных дополнительных ограничений при проведении основного острого или хронического эксперимента, а возможности выявления изменения СДА обладают свойствами экспресс-способа.

Другим положительным моментом является наличие возможности одновременного и раздельного изучения СДА, ее динамики с сохранностью возможности поминутного анализа данных и их структуры с помощью рекомендуемого нами протокола опыта. Вместе с тем, выдвигаемые условия изучения СДА не являются жесткими и позволяют иметь значительную вариабельность в зависимости от целей и задач исследования.

Результаты эксперимента дают возможность непосредственно исследовать состояние и изменчивость спонтанной двигательной активности при проведении оценочных изучений состояния двигательных функций в токсикологических и экологических исследованиях, исследованиях по экспериментальной и клинической фармакологии.

Формула изобретения

Способ определения спонтанной двигательной активности крыс, включающий помещение и нахождение экспериментального животного на горизонтальной площадке "открытого поля", отличающийся тем, что регистрируют количество пересеченных квадратов, заглядываний в норку, вертикальных поз, "умываний", выполненных в течение 5 мин в период с 18⁰⁰ до 20⁰⁰ ч дня независимо от времени года один раз через каждые 5 дней.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3