Спосіб виявлення умовно-рефлекторних ефектів мікрохвиль

Винахід відноситься до експериментальної біології та медицини і може бути використаний при вивченні впливу електромагнітних полів мікрохвильового діапазону на організм. Відомий спосіб, що полягає у виробленні умовного рефлексу пасивного уникнення з електрошкіряним підкріпленням, опроміненні мікрохвилями і перевірці збереження умовного рефлексу після опромінення. (див. Руднев М.И., Навакатикян М.А., Артюх В.П. Поведенческие и биохимические параметры состояния организма белых крыс при месячном микроволновом облучении. - Гигиена и санитария, 1988. №5. с.33-35.) Недоліком цього способу є те, що він не передбачає перевірку ступеню навченості тварин до опромінення, розподіл тварин в однорідні групи за ступенем навченості та розрахований тільки на одноразові опромінення. Найбільш близьким до заявленого способу за технічною суттю є спосіб, який включає вироблення умовного рефлексу активного уникнення з електрошкірним підкріпленням до початку опромінення, створення однорідних груп тварин, здійснення опромінення з наступною перевіркою збереження умовного рефлексу. (див. Навакатикян М.А. Изменение активности и условнорефлекторной деятельности белых крыс в период хронического микроволнового облучения и после него. - Радиобиология, -1988, -т.28, №1, -с.120-125.) Недоліком цього способу є те, що він не передбачає врахування індивідуальних особливостей тварин. В основу створення способу, який пропонується, покладено завдання створення більш чутливого способу виявлення умовно-рефлекторних ефектів мікрохвиль за рахунок врахування індивідуальних особливостей тварин і зниження випадкової помилки експерименту. Для досягнення поставленого завдання у способі виявлення умовно-рефлекторних ефектів мікрохвиль, який включає навчання умовно-захисному рефлексу активного уникнення в човниковій камері до впливу мікрохвиль, розподіл тварин в однорідні групи, здійснення впливу мікрохвилями і наступну перевірку збереження умовного рефлексу контрольної та опроміненої груп, згідно винаходу, який пропонується, навчання здійснюється до стабілізації умовно-рефлекторних параметрів, а умовно-рефлекторний ефект виявляють шляхом порівняння змін параметрів відносно фонових значень. Спосіб здійснюється наступним чином: У білих щурів досліджують рухомо-оборонний рефлекс активного уникнення у човниковій камері, що складається з двох відсіків із струмопровідною внутрішньою поверхнею стінок корпусу з перегородкою у вигляді горизонтально розміщеного валу, який вільно обертається навколо своєї осі. Камера виконана з плексигласу. Довжина камери становить 60см, ширина і висота по 24см. Підлога у двох відсіках виконана з алюмінієвих прутів діаметром 5мм. Підлога являє собою єдину деталь з віссю обертання під перегородкою камери, тому переміщення щура з однієї половини камери в іншу викликає коливання підлоги та замикання герконового контакту з того боку, де знаходиться тварина. Відстань між центрами прутів - 15мм. На кришці камери над центром розміщено динамік. Човникові камери розміщено в звукосвітлоізолюючих боксах, що освітлюються лампами 15Вт, 220В. В якості умовного сигналу використовують сигнал висотою 3кГц, амплітудою 85дБ, тривалістю до 25с. з часом ізольованої дії 4с., що підкріплено електрошкіряним подразненням, стабілізовано постійним струмом з амплітудою 0,8мА і часом сканування 8-и сусідніх електродів 75 мс від системи підкріплення. У випадку побіжки тварини умовний сигнал відключається, безумовний сигнал (струм) - запобігається чи вимикається (якщо побіжка здійснюється після вимкнення електрошкіряного підкріплення). Інтервал між пробами змінюють від 20 до 40 с. (в середньому - 28с.) Тривалість одного сеансу навчання - 75 проб. До початку опромінення тварини навчаються на 3 сеансах. Останній (третій) сеанс, що характеризується стабільними параметрами умовного рефлексу, вважається фоновим. Стабільність параметрів дозволяє вважати їх значення індивідуальними властивостями тварин. За даними фону тварин розподіляють в однорідні групи. Режим навчання до опромінення підібрано в дослідженнях таким чином, щоб він займав мінімум часу, дозволяв виробити стабільний умовний рефлекс з високим рівнем навченості і спеціалізації, характеристики якого зберігаються тривалий час. Цей режим є оптимальним для конструкцій камер та характеристик сигналів. Після опромінення мікрохвилями довільної тривалості в одному сеансі з 75 проб вивчається збереження умовного рефлексу. За останні 51-75-у проби та за весь сеанс реєструються: загальний латентний період всіх реакцій ( ЛП ), кількість умовних реакцій ( УР ), середня швидкість реакції тварини чи працездатність ( ПЗ ), кількість випадань безумовних реакцій ( ВБР ) - відсутність побіжок тварини навіть при електрошкіряному підкріпленні, кількість міжсигнальних реакцій ( МР ) - побіжок поза дії сигналів. При наявності ВБР вважають, що ЛП дорівнює 4 с. Працездатність тварин розраховують за формулою: РС = (å 10 / ЛП1) / n , де: ЛП1 - латентний період 1-ї реакції тварини; n - кількість врахованих проб (25 чи 75), 10 - константа, що вводиться для зручності оперування з цілими числами. При ЛП1 більше 4с. вважаємо, що РС1 дорівнює нулю. Окрім цього реєструються 2 показники, що характеризують консолідацію пам'ятного сліду: кількість проб до досягнення критерію навченості у 5 умовних реакціях підряд ( П кр і середню довжину серій умовних реакцій М су ). Серією вважали прояв будь-якої кількості умовних реакцій підряд, в тому числі і однієї. Якщо критерій навченості не досягається, величину П кр приймають такою, що дорівнює 80 (тобто довжина сеансу плюс 5 проб). Для оцінки достовірності відмінностей порівнюють середні значення параметрів після опромінення. Крім того використовують порівняння середніх значень зміни показників по відношенню до власних фонових даних (3-му сеансу до опромінення) і вираховують різницю змін для тварин дослідної і контрольної груп, що пов'язані за фоновим значенням параметрів і визначають достовірність цієї різниці, що дозволяє зменшити величину випадкової помилки експерименту за рахунок врахування індивідуальних властивостей тварин. Хід розрахунків можна пояснити наступним прикладом (див. табл.1) В таблиці 1 наведені дані про тривалість латентного періоду за весь тест (за всі 75 проб) для контрольної та дослідної груп до опромінення (стовпчик 2 і 6), після опромінення (стовпчик 3 і 7), зміни відносно фону (стовпчик 4 і 8) та різниця змін (стовпчик 9). В стовпчиках 1 і 5 - реальні номери тварин з експерименту. Дані про тварин ранжирувані за величиною фонових латентних періодів. При цьому в одному рядку вказано дані по тваринам з контролю і опроміненої групи з однаковим ранговим місцем. Різниця змін утворюється відніманням від змін опроміненої тварини величини зміни контрольного розташованого на одному з ним рядку, тобто з однаковим рангом. Таким чином, враховуються індивідуальні особливості щурів, що визначаються до початку опромінення. Для виявлення ефекту мікрохвиль проводиться порівняння середніх латентних періодів (2,80±0,14 і 3,00±0,13), порівняння змін (-0,11±0,06 і 0,17±0,09 ) та оцінка вірогідності різниці змін за критерієм Стьюдента для вибірок з попарно зв'язаними варіантами ( t = M / m = 0,28 / 0,11 ). Середні ( M ), помилки ( m ), кількість тварин ( n ), критерій Стьюдента ( t ) для кожного порівняння, число ступенів свободи ( f ) та імовірність помилки ( P ) наведені в табл.1. Як бачимо, за величинами змін та різниці змін виявляється збільшення латентного періоду реакції. Необхідність та можливість врахування індивідуальних можливостей тварин, які проявляються в стабільних фонових даних, доводиться наявністю високої кореляції між фоновими значеннями параметрів та значеннями параметрів та їх змінами відносно фону, що реєструвались через певний інтервал часу. В табл.2 наведені коефіцієнти кореляції між параметрами умовного рефлексу при їх реєстрації з інтервалом у 6міс. (дані одержані на 24 щурах-самцях). Слід відмітити, що випадань безумовних реакцій у навчених щурів практично нема, тому даних по ВБР нема в таблиці. Як бачимо, лінійний зв’язок є вірогідним, а при більш коротких інтервалах реєстрації вірогідність збільшується. Оптимальний режим навчання, який забезпечує стабільність параметрів рефлексу, був підібраний в наступному експерименті Білих щурів-самок навчали в човниковій камері з різною кількістю проб в сеансі навчання: 25, 50, 75 і 100 проб. При цьому було проведено 12, 6, 4 та 3 сеанси так, що при кожному режимі тварин досліджували у 300 пробах (12 блоках по 25 проб). Було отримано наступні результати: ступень навченості (по кількості УР і величинам ЛП ) була достовірно нижче у щурів із 25 пробами за сеанс. Спеціалізація умовного рефлексу (різке зниження міжсигнальних реакцій до стабільного рівня у блоках по 25 проб) починалася для щурів із кількістю проб 50/сеанс з 4 сеансу, 75 і 100/сеанс - з 3-го. Тобто для навчання із кількістю проб по 50/сеанс достатньо 4 сеансів, по 75 і 100-3 сеансів. Віддано перевагу проведенню трьох сеансів, по скільки потребує менше днів роботи, а серед них менше проб потребує режим із 75 пробами за сеанс. Ефективність способу підтверджується наступними даними: при дослідженні мікрохвиль було проведено 538 порівнянь різних параметрів контрольної та опроміненої груп. При цьому при використанні методу виявлення відмінностей, що використовується у відомих способах, (тобто за середніми після впливу) одержано 11 достовірних ( Р