Оборудование для вивария.
Эффективность любого научного исследования во многом определяется корректным выбором экспериментального подхода и грамотным применением соответствующих методик. Методы оценки поведения лабораторных животных отличаются большим разнообразием и широко используются в экспериментальной биологии и медицине. Они применяются для изучения функционирования нервной системы, механизмов работы головного мозга, моделирования психоневрологических заболеваний, проведения токсикологических исследований, а также оценки общего воздействия исследуемых веществ на организм.
Для каждого метода существует множество экспериментальных протоколов, которые могут модифицироваться в зависимости от целей и задач исследования. В связи с этим важно иметь общее представление о принципах работы поведенческих тестов, которые в общем виде мы рассмотрим в текущей статье (данный материал не претендует на обозрение всех существующих методов, а ставит цель – ознакомить читателя с тем, что наиболее встречаемо в практике).
Неинвазивное оборудование широко применяется для оценки поведенческих реакций, функционального состояния органов и систем, а также визуализации внутренних структур организма. Развитие технологий автоматизированного мониторинга и цифровой обработки данных значительно расширило возможности подобных исследований, упростив задачу экспериментатору с одной стороны, с другой – обеспечив прослеживаемость и прозрачность данных.
Водный лабиринт Морриса
Является одним из наиболее распространённых и востребованных методов оценки пространственной памяти и способности к обучению у лабораторных животных. Данный тест широко применяется при изучении нейродегенеративных и неврологических заболеваний, включая болезнь Альцгеймера, расстройства аутистического спектра, последствия черепно-мозговых травм, а также при исследовании влияния лекарственных препаратов на функции центральной нервной системы.
Методика основана на способности животного запоминать расположение скрытой платформы, находящейся под поверхностью мутной воды, и в дальнейшем находить к ней наиболее короткий путь, используя пространственные ориентиры и ранее сформированную память о её местоположении.
Тест «Экстраполяционное избавление»
Ещё одним качественным методом оценки когнитивных функций является тест «Экстраполяционное избавление», на основе которого доступно создание батареи тестов для оценки импульсивности, настойчивости, реакции на острый стресс, нарушения памяти и обучения, реакции на антидепрессанты.
Установка представляет собой систему из двух ёмкостей: внешняя ёмкость, выполненная в виде цилиндрического бака, заполненного водой, и внутренний цилиндр, закреплённый в центре внешней ёмкости. Нижний край внутреннего цилиндра погружён в воду на определённую глубину.
Процедура тестирования включает три этапа: помещение животного во внутренний цилиндр, регистрацию поведенческой активности и извлечение животного из установки. Дополнительная комплектация внутреннего цилиндра «юбкой», упирающейся в днище, позволяет расширить возможности теста, так как нарушает привычную связь между действием и результатом – подныриванием под цилиндр и спасением.
Тест «Открытое поле»
Широко применяется для изучения поведения лабораторных животных в новых и стрессогенных условиях среды. Данная методика позволяет оценивать уровень двигательной активности, особенности эмоционального состояния, выраженность ориентировочно-исследовательского поведения, а также динамику отдельных поведенческих реакций животного.
Экспериментальная установка представляет собой арену квадратной или круглой формы. Поверхность арены разделена на 25 равных секторов; в точках их пересечения располагаются отверстия, предназначенные для оценки исследовательской активности животных. Показатели двигательной активности и обследования отверстий характеризуют ориентировочно-исследовательское поведение животного, тогда как уровень дефекации рассматривается как показатель эмоционального напряжения. Отдельно оцениваются короткий и длительный груминг.
Приподнятый крестообразный лабиринт
Относится к числу наиболее распространённых методов оценки тревожного поведения у грызунов. Методика обладает высокой информативностью и позволяет исследовать нейротропные эффекты различных повреждающих факторов окружающей среды. Установка представляет собой квадратную площадку (5×5 см) и четыре перпендикулярно расположенных «рукава», два закрытых и два открытых. Закрытые «рукава» рассматривают в качестве норы, а открытые – потенциально опасной области. Лабиринт приподнят над полом на 50-70 см.
Тест «Тёмная/Светлая камера»
Для этих же задач экспериментаторы часто используют тест «Тёмная/Светлая камера». Установка выполнена в виде бокса, поделённого на две зоны: тёмная (закрытая) и светлая часть, оснащённая двумя лампами. Животное помещают в светлую часть и включают видеозапись эксперимента длительностью 3 минуты. По окончании теста оценивают время нахождения животного в каждом отсеке, количество заходов в отсеки, число выглядываний, количество стоек и эпизодов груминга. Снижение числа заходов в светлый отсек, времени пребывания в нём, количества стоек и учащение коротких актов груминга свидетельствуют о нарастании тревожности в поведении животных.
Тест «Ротарод»
Помогает оценить работоспособность животных и двигательную активность. На вращающийся цилиндр помещают грызуна, задача которого удержаться на стержне. Время, в течение которого животное удерживается на вращающемся стержне, является показателем его равновесия, координации, физического состояния и моторных функций. Скорость вращения ротора регулируется механическим приводом.
Лабораторные беговые дорожки
Для оценки физической активности животных используются беговые дорожки. На лабораторной беговой дорожке для мышей и крыс автоматически регистрируются выносливость, пройденное расстояние, время бега, количество ударов, время удара, сила тока и состояние утомления.
Камеры для оценки социальной активности
Грызуны – животные социальные, предпочитающие общение с сородичами. На основе этих поведенческих особенностей разработан тест социальной активности и социальной новизны, позволяющий выявлять нарушения коммуникативности и снижение интереса к новым социальным взаимодействиям. Методика широко используется при исследовании расстройств аутистического спектра, особенностей родительского поведения, социальной памяти и коммуникативных функций у лабораторных животных.
Современные методики оценки поведения лабораторных грызунов представлены широким спектром инструментов, направленных на изучение различных аспектов памяти и обучения, психоэмоциональной деятельности, физической активности.
Комплексное применение описанных методов позволяет проводить объёмное всеохватывающее исследование, повышать точность и достоверность результатов. Возможности видеофиксации и обработки результатов с помощью программных комплексов делают результаты прослеживаемыми и сводят к минимуму субъективность оценки эффектов экспериментатором, значительно повышая качество проводимых исследований.
