МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
Аннотация
Обоснование. Решение ряда прикладных задач требует экстраполяции медико-биологических эффектов воздействия экстремальных физических факторов с животных на человека по результатам экспериментальных исследований поведенческих реакций животных при воздействии таких факторов. Спецификой таких исследований является необходимость предварительного формирования необходимых поведенческих реакций у большой группы лабораторных животных, что требует существенных временных затрат.
Цель. Целью исследования являлось сокращение времени формирования поведенческих реакций у лабораторных животных при проведении экспериментальных исследований.
Материалы и методы. Экспериментальная установка состоит из пяти вертикально расположенных функционально самостоятельных одинаковых трехлучевых (Y-образных) радиальных лабиринтов с электрополом, датчиками регистрации перемещений животного, генераторами звуковых и световых стимулов, и блока управления. Животное может свободно перемещаться внутри всех трех лучей. В процессе эксперимента автоматически фиксируется время перехода животного из опасного (стартового) рукава в безопасный (целевой) рукав и количество совершаемых при этом ошибочных действий. Количество и длительность циклов и серий эксперимента задается программно, что позволяет регулировать время начала эксперимента автономно, без участия оператора. Для проверки работоспособности установки проведена серия экспериментов по обучению крыс реакции активного избегания в лабиринте, использованы белые беспородные половозрелые крысы-самцы, весом 160-180 г в количестве 50 особей.
Результаты. На начальной стадии обучения (в течение двух недель) у крыс вырабатывался рефлекс избегания тока. В течение первой недели обучения вероятность достижения цели возросла с 0,64 до 0,85. На второй неделе обучения вероятность достижения цели составила 0,85-0,95. На первой неделе обучения среднее время достижения цели (время перехода в безопасный рукав) снижалось с 9 до 7 с. На второй неделе время достижения цели снизилось до 5-6 с. На второй неделе обучения некоторые крысы стали выполнять задание (избегать действия тока) до его включения, то есть меньше, чем за 5 с. Количество ошибочных действий во вторую неделю также снизилось. За три недели непрерывного обучения отобраны 30 животных с устойчивым поведенческим навыком (вероятность правильного действия 0,45-0,50), при временных затратах 4 часа в день на автономное (без участия экспериментатора) обучение.
Заключение. Разработанная методика продемонстрировала возможность эффективного обучения большой группы животных в сравнительно короткий срок. Отличительной особенностью разработанного аппаратно-программного комплекса является возможность реализации скрининговых исследований по исследованию ключевых показателей операторских функций с возможностью автономной работы экспериментальной установки.
Скачивания
Литература
Список литературы/References
Andreeva I., Telia, V. Features of skin microcirculation in rats of different sex and age. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 2022, vol. 14, no. 1, pp. 217-234. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2022-14-1-217-234
Arestova I., Sharonova E., Kupriyanova M. Morphological features of spermatozoa of male white rats under experimental stress. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 2021, vol. 13, no. 2, pp. 225-236. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2021-13-2-225-236
Bekker R., Bykov Y., Bykova A. On the biological role of choline in the human and higher animals bodies (review of the literature). Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 2021, vol. 13, no. 5, pp. 76-103. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2021-13-5-76-103
Cravedi K. D., May M. D., Abettan J. A., Huckleberry K. A., Trettel S .G., Vuong C. V. , Altman D. E., Gauchan S., Shansky R. M., Matson L. M., Sousa J. C., Lowery-Gionta E. G., Moore N. L. Response and recovery of endocrine, behavioral, and neuronal morphology outcomes after different traumatic stressor exposures in male rats. Psychoneuroendocrinology, 2021, no. 133, p. 105394. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2021.105394
Dragan S. P., Bogomolov A. V., Kezik V. I. Analysis of the impedance characteristics of the respiratory system of animals and humans. Russian Journal of Biomechanics, 2020, vol. 24, no. 2, pp. 187-195. https://doi.org/10.15593/RZhBiomeh/2020.2.06
Dragan S. P., Veselovsky I. A., Komarov D. B., Bogomolov A. V. Hardware-software complex for experimental study of behavioral reactions of laboratory animals. Instruments and technique of experiment, 2021, no. 6, pp. 131-132. https://doi.org/10.31857/S0032816221060082
Einat H., Ezer I., Kara N. Z., Belzung C. Individual responses of rodents in modelling of affective disorders and in their treatment: prospective review. Acta Neuropsychiatrica, 2018, vol. 30, no. 6, pp. 323-333. https://doi.org/10.1017/neu.2018.14
Grigoriev N. R., Li T., Li Sh. Yu. Cognitive abilities of rats in the operant behavior of active avoidance at various stages of ontogenesis. Journal of Higher Nervous Activity, 2014, vol. 64, no. 3, pp. 314-323. https://doi.org/10.7868/S0044467714030058
Ivanov I. V., Ushakov I. B. Basic approaches to the extrapolation of data from animals to humans in a radiobiological experiment. Medical radiology and radiation safety, 2020, vol. 65, no. 3, pp. 5-12. https://doi.org/10.12737/1024-6177-2020-65-3-5-12
Khotskin N. V. Carrying out and automation of the Morris Water Maze test in the conditions of an SPF vivarium. Vavilov Journal of Genetics and Breeding, 2015, vol. 19, no. 4, pp. 388-393. https://doi.org/10.18699/VJ15.049
Kislova Yu. V., Bogomolov A. V., Soloshenko N. V. Mathematical modeling of cardiovascular system in patients with hemorrhage and hypothermia. Biomedical Engineering, 2006, vol. 40, no. 4, pp. 167-170.
Notova S. V., Kazakova G. V., Marshinskaya O. V. Modern methods and equipment for assessing the behavior of laboratory animals (review). Livestock and feed production, 2018, vol. 101, no. 1, pp. 106-115.
Papes F, Nakahara T. S., Camargo A. P. Behavioral Assays in the Study of Olfaction: A Practical Guide. Methods in Molecular Biology, 2018, no. 1820, pp. 289-388. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8609-5_21
Ushakov I. B., Bogomolov A. V. Diagnosis of human functional states in priority studies of domestic physiological schools. Medical-biological and socio-psychological problems of safety in emergency situations. 2021, no. 3, pp. 91-100. https://doi.org/10.25016/2541-7487-2021-0-3-91-100
Yakhshieva Z., Kalonov R., Kaigorodov D., Kalinin E., Chepur S., Ivchenko E., Mustaev O. Problems of the biomedical technologies development and directions for their solution. Journal of Biomimetics, Biomaterials and Biomedical Engineering, 2021, vol. 53, pp. 1-9. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/JBBBE.53.1
Просмотров аннотации: 111 Загрузок PDF: 89
Copyright (c) 2023 Sergey P. Dragan, Igor A. Veselovsky, Dmitriy B. Komarov, Aleksey V. Bogomolov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
