Модель обучения тактильной дискриминации в условиях температурного дискомфорта неонатальных мышей

НИИ НФ им. П.К. Анохина РАМН, г. Москва, Россия

Фенотипирование в раннем онтогенезе является отдельной самостоятельной задачей, позволяющей оцени- вать онтогенетическую задержку или ускорение созревания соматических и поведенческих признаков, когнитивное развитие [5]. С момента создания первой батареи, которая была предназначена для оценки онтогенеза поведения лабораторных мышей [2], линейка используемых развитийных тестов значительно расширилась. В настоящее время наиболее полной по набору поведенческих тестов является батарея функциональных наблюдений (FOB, Functional Observational Battery) (для обзора см. [3]).

Отбор и инкорпорация моделей обучения в набор тестов для оценки развития когнитивных функций – проблемная задача для пользователей батарей, поскольку выбор их в раннем онтогенезе гораздо уже по сравнению с аналогичным спектром задач для взрослых животных. Для неонатальных животных наиболее часто используются модели, основанные на вкусовой или обонятельной дискриминации. Однако спектр сенсорных модальностей незрелорождающихся лабораторных грызунов и способность к ассоциативному обучению в перинатальном периоде, позволяют расширить батарею. С этой целью нами была разработана методика обучения мышат тактильной дискриминации, необходимой для избегания ими холодной поверхности. Модель основана на способностях мышей различать текстуру поверхности [1] и избегать температурного дискомфорта [4] в раннем онтогенезе.

Эксперименты проводили с соблюдением основных биоэтических правил работы Института с лабораторными животными. Мы использовали мышей линии С57BL6 в возрасте 4-го и 5-го постнатальных дней (ПД) без учета пола. Мышат внутри пометов случайным образом отбирали в группы обучения (экспозиция на холодной шершавой поверхности с последующим тестированием через 24 часа, n=9), активного (экспозиция на шершавой поверхности комфортной температуры с последующим тестированием через 24 часа, n=9) и пассивного (только процедура тестирования, n=8) контролей. За 20 минут до начала обучения/тестирования мышат высаживали из домашней клетки в индивидуальные пластиковые боксы для депривации. Для обучения мышат в возрасте 4ПД по одному помещали в пластиковые боксы размером 10 х 10см с полом, обтянутым мешковиной (шершавая поверхность), под которым находился лед. Температура пола составляла 4 ° С. Сеанс обучения длился десять минут и проходил в режиме чередования 30-секундных экспозиций на холодной поверхности с 30-секундными передержками в пересадочных боксах с пластиковым полом комфортной температуры (33±2 ° С). Животные контрольной группы находились 10 минут в индивидуальных пересадочных пластиковых боксах с мешковиной на дне при комфортной температуре.

Предпочтение текстуры поверхности тестировали через 24 часа после обучения. Мышат из всех трех групп по одному помещали на центральную линию пластиковой площадки (20Х20 см2) с бортиками (h=5см), дно которой было пополам разделено на шершавую (мешковина) и гладкую (пластик) поверхности комнатной температуры так, чтобы правые и левые лапы соприкасались с разными текстурами. Тестирование состояло из трех 60-секундных попыток. В каждой новой попытке расположение животного меняли на 1800. Выбор и время выбора текстуры определяли в моменты пересечения мышонком своей головой и передними лапами соответствующей поверхности площадки. По итогам теста рассчитывали общее время пребывания животного в секторе с шершавой текстурой пола. Индекс предпочтения шершавой текстуры вы- ражали в виде процента от общего времени пребывания в боксе (180 секунд).

Результаты показали, что на 5-й ПД в условиях комнатной температуры, даже при отсутствии у мышат опыта тактильного контакта с мешковиной комфортной для них температуры, животные предпочитали шершавую поверхность гладкой. Индекс предпочтения мешковины в группе пассивного контроля составил 77±6%. Сочетание шершавой поверхности с комфортной температурой (активный контроль) не повлияло на отношение к ней мышат, о чем свидетельствовал индекс их предпочтения мешковины (78,0±6,0%). Экспозиция холодной шершавой поверхности привела к последующему избеганию мышатами мешковины (25±9,5%, группа обучения; р<0,05 по непараметрическому критерию Фишера при сравнении с группами пассивного и активного контролей).

Таким образом, данная модель ассоциативного обучения, приводящего к формированию долговременной памяти у мышат, дает возможность исследовать и оценивать созревание когнитивных функций у неонатальных грызунов. Особенностью предложенной модели является расширение спектра тестируемых сенсорных модальностей неонатальных мышей с использованием количественных показателей для их описания. Это указывает на возможность использования предложенной методики в качестве дополнительных тестов для оценки поведенческого фенотипа и когнитивных функций в раннем онтогенезе.