УДК 57.026

ПРОГРАММА ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПРИ ТЕСТИРОВАНИИ ЖИВОТНЫХ В «ОТКРЫТОМ ПОЛЕ»

Пермяков Александр Александрович1, Юдицкий Антон Демитриевич2
1Ижевская государственная медицинская академия, доцент, кандидат медицинских наук
2Ижевская государственная медицинская академия, студент

Аннотация
Проанализирована возможность использования программного комплекса RATTEST для оценки поведенческих показателей животных в экспериментальных условиях в тесте «открытое поле». Данный комплекс позволяет получить данные о времени возникновения поведенческих актов, скорости перемещения животного и . Программа может быть использована для оценки новых этологических признаков в тесте «открытое поле».

Ключевые слова: животные, крыса, поведение, программа, стресс, физиология стресса, этология


THE PROGRAM FOR THE PROCESSING OF THE EXPERIMENTAL DATA IN ANIMAL TESTING IN THE "OPEN FIELD"

Permjakov Aleksandr Aleksandrovich1, Yuditskiy Anton Demitrievich2
1Izhevsk State Medical Academy, Associate Professor, PhD
2Izhevsk State Medical Academy, student

Abstract
The possibility of using RATTEST software system for evaluating the behavioral indicators of animals in experimental conditions in the test "open field". This system allows to obtain data on the time of occurrence of behavioral acts, and the speed of the animal. The program can be used to evaluate new features in ethological test "open field."

Keywords: "открытое поле"


Рубрика: Биология

Библиографическая ссылка на статью:
Пермяков А.А., Юдицкий А.Д. Программа обработки экспериментальных данных при тестировании животных в «открытом поле» // Исследования в области естественных наук. 2013. № 9 [Электронный ресурс]. URL: http://science.snauka.ru/2013/09/5973 (дата обращения: 30.04.2017).

Введение.

Использование поведенческих методов в физиологических исследованиях является перспективным направлением современной экспериментальной физиологии. Разработанные методики позволяют оценить широкий спектр нейрофизиологических и психологических функций, а также провести группировку животных с учетом различных параметров. К наиболее часто применяемым методам относятся тест «открытое поле», крестообразный приподнятый лабиринт, Т-образный лабиринт, черно-белая камера. Каждый из предложенных тестов уникален и позволяет получить информацию о конкретной психофизиологической функции, а использование батареи тестов играет важную роль в комплексной оценке поведения животного [Лебедев И.В. и др., 2010].

Тест «открытого поля» используется в качестве модели слабого стресса, при этом проводится распределение животных на группы по степени устойчивости к стрессу [Коплик Е.В. и др., 1995]. Установлено, что особи данных групп отличаются по поведенческим реакциям, эндокринному статусу, составу легочного сурфактанта [Васильева Н.Н. и др., 2012] и ряду других физиологических показателей [Егоркина С.Б. и др., 2010].

Несмотря на простоту и наглядность данного теста, его использование несколько ограничено, по причине рутинности и малой изученности метода. У животного в арене «открытого поля» можно, зарегистрировать более 50 различных поведенческих показателей, однако не все из них используются на практике. Это связано с недостаточной физиологической их интерпретацией, кратковременностью проявления, что вызывает затруднения при регистрации. Вместе с тем, многие из поведенческих показателей являются неотъемлемой частью общего поведенческого паттерна животного, дают важную информацию об индивидуальной стресс-устойчивости [Умрюхин П.Е., 1995; Петров В.И. и др., 1996; Калуев А.В., 1998].

В классическом виде стресс-устойчивость определяется по 6 показателям: латентный период первого движения, латентный период выхода в центр, количество пересеченных квадратов, времени груминга, количеству вертикальных стоек и болюсов. Поиск закономерностей и взаимосвязей между данными показателями привел к объединению их в математическую формулу, результатом которой является определение интегрального коэффициента стресс-устойчивости [Юматов Е.А. и др., 1990; Коплик Е.В., 2002].

Процесс регистрации показателей поведения проводится в виде непосредственного наблюдения за животным. На современном этапе часто используется методика видеофиксации эксперимента, что позволяет по его окончании оценивать поведенческий акт более подробно. Из программных средств, представленных научному работнику, ведущее место занимают такие программы как EchoVisionи др., однако они не всегда являются доступными в лабораториях.

В связи с этим нами была предпринята попытка создания программного комплекса для полуавтоматической оценки поведения животного в тесте «открытое поле».

Материалы и методы.

Система RATTEST представляет собой программный продукт, созданный в среде С++ с использованием среды Delphi. Программа представляет собой ряд модулей, объединенных между собой в рамках реализации комплексной оценки поведения животного в «открытом поле» (рис. 1).

Модуль 1 (модуль ввода») – представляет собой окно ввода информации, в которое вводится 10 поведенческих показателей (латентный период выхода в центр, латентный период первого движения, количество вертикальных стоек, число болюсов, количество актов груминга, количество актов фризинга). Частью данного модуля также является совмещенный с ним модуль перемещения, который дает информацию о количестве пересеченных квадратов.

Модуль 2 («модуль перемещения») – представляет собой онлайн-версию арены «отрытого поля», при этом исследователь самостоятельно указывает точку нахождения животного и процесс его перемещения (рис.2).

Модуль 3 («модуль расчета времени») – данный модуль интегрирует данные, полученные в модуле 1 с фактором времени.

Модуль 4 («модуль вывода») – данный модуль выводит в виде таблицы Excel значения следующих показателей: латентного периода первого движения, латентного периода выхода в центр, количества пересеченных квадратов, количества вертикальных стоек, времени и количества актов фризинга и груминга, число болюсов, общее время движения. Важным звеном данного модуля является вывод таблицы, которая указывает на то, в какой момент времени был совершен тот или иной поведенческий акт.

Модуль 5 («графический модуль») – представляет собой 3 вида графического представления информации о поведении животного:

1.     График перемещения (трекинг) – показывает путь животного в установке «открытое» поле в ходе эксперимента (рис. 3).

2.     График поведенческих актов – указывает время возникновения различных поведенческих актов в ходе эксперимента.

3.     График скорости – показывает изменение скорости перемещения животного в ходе эксперимента (рис.4).

В рамках аппробации программного комплекса нами было проведено тестирование 14 белых крыс в установке «открытое поле» с последующим определением поведенческих паттернов. В постановке опытов руководствовались правилами проведения работ на экспериментальных животных (Приложение к Приказу Министерства здравоохранения № 267 от 19.06.2003), принципами, изложенными в Директиве Европейского Сообщества (86/609ЕС) и требованиями Всемирного общества защиты животных (WSPA). Животных содержали в клетках (по 6-7 особей) при 20-22°С в условиях свободного доступа к воде и пище. Опыты проводили в осенне-зимний период, в первую половину дня для исключения влияния сезонной и циркадной зависимости на исследуемые показатели.

 

Рисунок 1. Главное окно программы Rattest 

Главное окно программы

 

Рисунок 2. Модуль перемещения

Модуль перемещения

 

Рисунок 3. Трекинг

Трекинг

Рисунок 4. График скорости

График скорости

 

Результаты исследования

Результаты тестирования животных в тесте открытое поле с последующей обработкой в программе Rattest приведены в таблице 1.

Таблица 1

 

ЛП0, сек

ЛПЦ, сек

количество квадратов, шт

время движения, сек

стойка, шт

болюс, шт

груминг, шт

груминг, сек

фризинг, сек

фризинг, шт

К уст

1

0

300

7

20

0

0

11

123

3

3

0,02

2

0

300

16

24

1

2

4

47

66

7

0,05

3

0

300

31

84

1

1

3

22

35

10

0,10

4

0

300

31

83

5

1

6

26

35

13

0,10

5

0

300

32

90

3

1

7

84

5

4

0,11

6

0

300

38

102

1

4

1

3

33

10

0,13

7

0

300

41

105

9

0

9

144

4

5

0,14

8

0

300

50

107

6

1

7

97

11

3

0,17

9

0

300

58

103

1

1

1

2

26

10

0,19

10

0

300

61

100

5

1

5

9

0

0

0,20

11

0

300

63

165

9

3

6

7

26

10

0,21

12

0

300

79

157

7

1

8

263

11

4

0,26

13

0

300

86

155

11

2

1

10

5

1

0,29

14

0

23

35

55

6

1

6

17

0

0

1,52

Выводы

Таким образом, используемый программный комплекс является удобным иинструментом оценки поведенческих показателей животных в экспериментальных условиях. Использование методов расчета времени возникновения поведенческих актов, а также скорости перемещения животного при массовом исследовании позволяют выявить новые типологические признаки в контексте индивидуальной стресс-устойчивости.

Проанализирована возможность использования программного комплекса RATTESTдля оценки поведенческих показателей животных в экспериментальных условиях в тесте «открытое поле». Данный комплекс позволяет получить данные о времени возникновения поведенческих актов, скорости перемещения животного и . Программа может быть использована для оценки новых этологических признаков в тесте «открытое поле».


Библиографический список
  1. Васильева Н.Н.Брындина И.Г. Роль индивидуальной стрессоустойчивости в реализации влияний иммобилизационного и зоосоциального стресса на сурфактантную систему легких//Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова.- 2012. - Т. 98. - № 7. С. 871-878.
  2. Егоркина С.Б., Елисеева Е.В. Опиоидные пептиды как нейромодуляторы адаптивных процессов//Вестник Удмуртского университета. - 2010. - № 6-3. С. 25-28.
  3. Коплик Е.В. Метод определения критерия устойчивости крыс к эмоциональному стрессу//Вестн. новых медицинских технологий. – 2002. – Т. 9, № 1. С. 16–18.
  4. Лебедев И.В., Купцов П.А., Плескачева М.Г., Анохин К.В. Зависимость активации каудальной части гиппокампа от поведения мышей в аренах разного размера. ХХI Съезд Физиол. общества им. И.П.Павлова. Тезисы докладов. М. – Калуга. 2010. С. 345.
  5. Петров В.И., Григорьев И.А., Горбунов С.Г. Методика исследования зоосоциального поведения крыс в психофармакологии // Экспер. клин. фармакология.– 1996.– Т. 59, N4.– С. 65–69.
  6. Калуев А.В. Стресс. Тревожность. Поведение.– Киев, 1998.– 98 с.
  7. Умрюхин П.Е. Поведение в «открытом поле» и электрическая активность лимбических структур и коры мозга крыс с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу. Журн высш нервн деят 1996; 46: 5: 963-966.
  8. Юматов Е.А., Мещерякова О.А. Прогнозирование устойчивости к эмоциональному стрессу на основе индивидуального тестирования поведения. Журн высш нервн деят 1990; 40: 3: 575-580.
  9. Коплик Е.В., Салиева P.M., Горбунова А.В. Тест «открытого поля» как прогностический критерий устойчивости крыс линии Вистар к эмоциональному стрессу. Журн высш нервн деят 1995; 45: 4: 775-781.


Все статьи автора «anton»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: