Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Значение серотонинергической системы для формирования подкрепляющих механизмов мозга в онтогенезе у крыс

На правах рукописи

ЕЛИСЕЕВА Анастасия Петровна

ЗНАЧЕНИЕ СЕРОТОНИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОДКРЕПЛЯЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ МОЗГА В ОНТОГЕНЕЗЕ У КРЫС

14.00.25 - фармакология, клиническая фармакология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в Военно-медицинской академии имени С.М.Кирова

Научный руководитель: доктор медицинских наук профессор Петр Дмитриевич Шабанов

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук профессор Георгий Иванович Дьячук доктор медицинских наук профессор Владислав Алексеевич Крауз

Ведущее учреждение: Институт токсикологии МЗ РФ

Защита состоится «_» апреля 2004 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 215.002.07 при Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова (194044, г.Санкт-Петербург, ул.Лебедева, д.6).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова.

Автореферат разослан «_» марта 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук профессор Борис Николаевич Богомолов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Физиологическая роль серотонинергической системы мозга сводится к регуляции пищевого и полового поведения, температуры тела, сна, настроения, тревожности, реакций сердечно-сосудистой системы. Особое значение имеет участие системы серотонина в возникновении галлюцинаций и других психотических проявлений, на чем основано создание лекарственных средств с антипсихотической направленностью, механизмом действия которых является воздействие на рецепторы серотонина (Раевский К.С., 2002). В настоящее время выделяют три основных семейства рецепторов серотонина - 5-HTi (включая 5-HTia, ib, ic, id)> 5-НТз (бывшие 5-HT-D рецепторы) и 5-НТ3 (бывшие 5-НТ-М рецепторы). Если описывать более детально, подтипов рецепторов серото-нина гораздо больше, по крайней мере, их семь. Они имеют разную локализацию в центральной нервной системе, по-разному связываются с аденилатциклазой и G-белками, многие из них реконструированы с помощью генноинженерных методов и охарактеризованы с помощью различных (избирательных) фармакологических веществ по количественным показателям связывания. Физиологическая роль отдельных подтипов рецепторов серотонина не всегда ясна (Missale et al., 1998).

Начиная с 1960-х считалось, что серотонин участвует в регуляции положительно окрашенных эмоций. Это доказывается инициацией самостимуляции мозга при вживлении электродов в ядра шва среднего мозга, которые дают начало восходящим серотонинергическим проекциям, идущим в передние отделы больших полушарий. Проекции системы серотонина локализуются в том числе на дофаминергических терминалях и соме нейронов, регулируя высвобождение дофамина из пресинаптических депо. Указанный факт предполагает, что дофамин-и серотонинсодержащие системы нейронов могут принимать участие в однотипных реакциях организма (Шабанов П.Д. и др., 2002). Ранее было показано, что дофаминергическая система мозга формируется в определенные периоды онтогенеза, которые наиболее уязвимы для воздействия экзогенных факторов, включая селективные дофаминергические нейротоксины, к числу которых относят 6-гидроксидофамин (Мещеров Ш.К., 2001; Шабанов П.Д. и др., 2002,2003). У крыс эти периоды захватывают последний триместр беременности и первые 2-2,5 недели постнатального развития. В то же время известно, что дофамин опосредует-определенные типы поведения, включая двигательную активность, эмоции, мотивации, ротационное поведение, подкрепление, процессы обучения и памяти (Раевский К.С. и др., 1998; Лебедев А.А. и др., 2002). Сопоставление участия серотонина и дофамина в этих реакциях проводилось только для определенных видов поведения.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА {

Цель исследования: Нейрофармакологический анализ участия серотони-нергической системы в формировании подкрепляющих механизмов головного мозга в онтогенезе у крыс.

Задачи исследования:

1) разработать адекватную экспериментальную модель на крысах, позволяющую оценить участие серотонинергической системы в эффектах психостимуляторов на мозговые механизмы подкрепления;

2) исследовать эффекты психостимуляторов у половозрелых крыс с разрушением серотонинергических терминалей в раннем постнатальном периоде;

3) провести нейрофармакологический анализ участия нейромедиаторных систем мозга в механизмах подкрепления после разрушения серотонинергиче-ской системы в раннем онтогенезе;

4) исследовать биохимические механизмы формирования предрасположенности к действию психостимуляторов путем определения содержания дофамина, норадреналина, серотонина и их метаболитов (диоксифенилуксусной, го-мованилиновой, 5-гидроксииндолуксусной кислот) в ткани мозга после избирательного разрушения серотонинергических терминалей в раннем онтогенезе.

Научная новизна. Выявление критических периодов развития серотонинергической системы мозга является важным вкладом в решение проблемы развития химической зависимости от наркогенов психостимулирующей направленности и галлюциногенов. В работе продемонстрировано, что у крыс наиболее уязвимым периодом, значимым для формирования эмоционального поведения в онтогенезе, являются первые 2,5 недели постнатального развития. Для исследования этих периодов был выбран избирательный серотонинергический нейро-токсин 5,7-дигидрокситриптамин (5,7-ДГТ), который вводили в первые 4-17 дней постнатального развития новорожденным крысятам с оценкой эмоциональных форм поведения у половозрелых животных. Полученные данные указывают, что система серотонина регулирует преимущественно реакции тревоги, агрессии, памяти и подкрепления. Степень участия серотонинергической системы мозга в обеспечении эмоционального подкрепления психостимуляторов сопоставима с таковой дофаминергической системы. Это доказывается еще и тем, что в настоящее время серотонинергические антидепрессанты (ципрамил, сертралин, па-роксетин, флуоксетин, флувоксамин и др.) активно и с успехом используют для лечения наркотической зависимости от психостимуляторов (Шабанов П.Д., 2003).

Научно-практическая значимость. В результате проведенных исследований получены принципиально новые данные о роли системы моноаминов (се-ротонина и дофамина) в механизмах мозгового подкрепления, «критических» периодах формирования подкрепляющих систем мозга и их значении для фор-

мирования лекарственной зависимости от психостимуляторов и наркогенов с галлюциногенным действием (фенамин, диметоксиметамфетамин). Главным результатом экспериментальных исследований явилось выявление периодов наибольшей уязвимости для формирования подкрепляющих систем у крыс. Таким периодом являются первые 17 дней после рождения, когда происходят основные процессы синаптогенеза. Введение нейротоксина 5,7-дигидрокситриптамина в этот период приводит к изменению чувствительности серотонинергической системы к действию психостимуляторов у взрослых (половозрелых) животных. Это проявляется повышенной тревожностью, гиперактивностью, сниженной агрессивностью, измененными показателями самостимуляции. Значимыми структурами в этом процессе являются ядра шва, прилежащее ядро, вентральная область покрышки и медиальная префронтальная кора. Именно в этих структурах происходит замедление обмена дофамина и серотонина (изменение содержания медиаторов и снижение индекса метаболиты/медиатор). Отмеченные изменения в определенной степени могут быть компенсированы использованием различных фармакологических средств. Данные принципиально важны для представлений о формировании механизмов лекарственной зависимости от психостимуляторов, механизмах девиантного поведения подростков, избыточной агрессивности пациентов, употребляющих психостимуляторы с немедицинскими целями.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Серотонинергическая система мозга участвует в механизмах формирования двигательного и эмоционального поведения крыс в раннем онтогенезе. Она в значительной степени ответственна за формирование тревожности, агрессивного поведения, кратковременной памяти и механизмов подкрепления. Близкая к ней по локализации и функциям дофаминергическая система в большей степени определяет формирование двигательного, ротационного, стереотипного поведения и безусловные формы подкрепления у крыс. Двигательные и эмоциональные нарушения поведения у крыс, обусловленные введением сетонинерги-ческого нейротоксина 5,7-дигидрокситриптамина в раннем (4-17 день) постна-тальном периоде в большей степени характерны для самцов, чем для самок.

2. Введение избирательных нейротоксинов, вызывающих дегенерацию дофаминергических и серотонинергических терминалей, в раннем онтогенезе снижает подкрепляющие свойства самостимуляции латерального гипоталамуса у взрослых крыс, что связано с нарушением обмена этих моноаминов в лимбиче-ских структурах мозга (прилежащем ядре, вентральной области покрышки и медиальной префронтальной коре).

3. Механизмы безусловного (первичного) подкрепления вовлекают разные подтипы рецепторов дофамина и серотонина. Нейрофармакологический анализ показывает, что для реализации механизмов безусловного подкрепления

(самостимуляции) наиболее значимы D] и D2 рецепторы дофамина и рецепторы серотонина. Блокада данных рецепторов угнетает или сглаживает активирующие действие психостимуляторов (фенамин, диметоксиметамфетамин) на самостимуляцию латерального гипоталамуса. В механизме активирующего действия психостимуляторов амфетаминового типа на самостимуляцию определяющее значение имеет ускорение обмена дофамина и серотонина в прилежащем ядре, стриатуме и в меньшей степени медиальной префронтальной коре. Систему норадреналина при этом следует оценить как наиболее инертную.

Реализация результатов работы. Материалы исследования используются в лекционном курсе кафедры фармакологии Военно-медицинской академии имени С.М.Кирова МО РФ, кафедры наркологии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования МЗ РФ, кафедры нервных болезней и психиатрии и кафедры специализированной терапии Института медицинского образования Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого, вошли в грантовые разработки Российского фонда фундаментальных исследований (№01-04-48824 и 01-04-49073). Работа выполнена в соответствии с плановыми научно-исследовательскими разработками Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова.

Апробация и публикация материалов исследования. Материалы, вошедшие в диссертацию, доложены на II конференции молодых ученых России «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (Москва, 2001); конференции молодых ученых и студентов с международным участием «Актуальные вопросы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2001); научной конференции «Актуальные вопросы эндокринологии» (Пермь, 2002); конференции «Ней-роиммунология - исследования, клиника, лечение» (Санкт-Петербург, 2002); Второй Российской конференции «Нейроиммунопатология» (Москва, 2002) 6-й Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2002); конференции «Цитокины, воспаление, иммунитет» (Санкт-Петербург, 2002); конференции «Новые биокибернетические и телемедицинские технологии XXI века для диагностикик и лечения заболеваний человека» (Петрозаводск, 2002); научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» (Санкт-Петербург, 2002); 33-м конгрессе международного общества психонейроэндокринологии (Пиза, Италия, 2003); международном семинаре «The Progress at Biotechnology and Neurobiology - Integrative Medicine» (Хургада, Египет, 2004). По теме диссертации опубликованы 14 работ, включая 2 статьи и 12 тезисов.

Апробация диссертации прошла на совместном заседании кафедры фармакологии и патологической физиологии Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова МО РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований (включающей 3 раздела), обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа изложена на 166 страницах машинописного текста, иллюстрирована 10 рисунками и 17 таблицами. Библиографический указатель содержит 237 наименований, в том числе 69 отечественных и 168 иностранных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Выбор животных. Опыты выполнены на 546 крысах самцах и самках Вис-тар массой 200-250 г, выращенных в группе по 5 особей в стандартных пластмассовых клетках в условиях вивария. Животных содержали при свободном доступе к воде и пище в условиях инвертированного света 8.00-20.00 при температуре 22±2°С. Все опыты проведены в осенне-зимний период.

Вживление электродов в структуры мозга. Стереотаксические операции по вживлению электродов в мозг крысам проводили под нембуталовым наркозом (50 мг/кг) с использованием стереотаксического прибора фирмы «Medicor», Венгрия. Билатерально в латеральное гипоталамическое ядро вживляли нихро-мовые монополярные электроды в стеклянной изоляции (диаметр электрода 0,25 мм, длина оголенного кончика 0,25-0,30 мм, его толщина 0,12 мм) по следующим координатам: АР = 2,5 мм назад от брегмы, SD = 2,0 мм латерально от сагиттального шва, Н = 8,4 мм от поверхности черепа (König, Klippel, 1963). Индифферентный электрод из нихромовой проволоки закрепляли на черепе животного. Все электроды коммутировались на микроразъеме, который фиксировался на черепе самотвердеющей пластмассой. Поведенческие эксперименты начинали не ранее 10 дней после операции. По окончании всех опытов производили морфологический контроль локализации кончиков электродов с окрашиванием срезов мозга по методу Ниссля.

Разрушение структур мозга и моноаминергических нейронов с помощью нейротоксинов. Унилатеральные повреждения вентральной области покрышки (ВОП) и медиальной префронтальной коры (МПК) производили у 17-дневных крысят под гексеналовым наркозом (40 мг/кг). Для повреждения структур использовали 100-ммолярный раствор каиновой кислоты (Sigma, США) в дистиллированной воде (рН 6,9-7,2). После удаления твердой мозговой оболочки микроэлектрод, заполненный каиновой кислотой, с диаметром кончика 20-30 мкм, погружали в ВОП, имеющую координаты: АР = 4,3 мм вперед от лямбды,

SD =1,0 мм латерально от сагиттального шва, Н = 6,5 мм от поверхности черепа, или МПК по следующим координатам: АР = 2,0 мм вперед от брегмы, SD = 0,4 мм латерально от сагиттального шва, Н = 1,9 мм от поверхности черепа (K6nig, Klippel, 1963). Нейротоксин вводили микроионофоретически в течение 10 мин (1 мин замыкающего тока) с помощью электрического стимулятора, генерирующего импульсы частотой 50 Гц, 12 мкА. По окончании всех экспериментов производили морфологический контроль с окрашиванием мозга по методу Ниссля.

В опытах с разрушением моноаминергических нейронов новорожденным крысятам в возрасте 4, 10 или 17 дней внутрибрюшинно вводили нейротоксины 5,7-дигидрокситриптамин (5,7-ДГТ) 75, 100 и 150 мкг соответственно или 6-гидроксидофамин (6-ОНДА) в тех же дозах. Растворы 5,7-ДГТ и 6-ОНДА готовили непосредственно перед использованием растворением навески в 0,1%-ном растворе аскорбиновой кислоты. Ввиду нестойкости раствора 5,7-ДГТ и 6-ОНДА использовали в течение 1-2 мин после приготовления. Контрольные животные получали инъекцию растворителя. В дальнейшем всех крыс выращивали до половозрелого возраста. Поведенческие эксперименты начинали у животных массой 180-200 г в возрасте 90-100 дней. В течение 7 дней перед проведением поведенческих опытов животных ежедневно брали в руки для взвешивания и привыкания с целью снижения стрессорных реакций.

В отдельной серии опытов 5,7-ДГТ и 6-ОНДА (75 мкг в 10 мкл) вводили в большую цистерну мозга половозрелым крысам под эфирным наркозом. Поведенческие и биохимические опыты производили через 6 дней после инъекции нейротоксина. Контрольным животным вводили 0,9%-ный раствор NaCl.

Педальная самостимуляция в камере Скиннера. Через 10 дней после вживления электродов в мозг крыс обучали нажимать на педаль в камере Скин-нера для получения электрического раздражения мозга (прямоугольные импульсы отрицательной полярности, 1 мс, 100 Гц, в течение 0,4 с, пороговые значения тока в режиме «фиксированных пачек»). Частота и длительность нажатий регистрировались автоматически. Анализировали также коэффициент «рассогласования» (Лебедев А.А., Шабанов П.Д., 1992) в качестве дополнительного показателя действия фармакологического агента.

Условная реакция предпочтения места. Опыты проводили в прямоугольной установке размером 35x55x30 см, стороны которой различались цветом (темный и светлый) и текстурой пола и были разделены перегородкой с опускающейся дверцей. В 1-й тестовый день регистрировали время нахождения животного в каждом отсеке в течение 10 мин. Отсек считался предпочитаемым, если животное проводило в нем больше 50% времени. В последующие 6 дней обусловливания дверцу между отсеками закрывали. Животные получали через день инъекцию препарата непосредственно перед помещением в исходно непредпо-

читаемый отсек на 60 мин и инъекцию 0,9%-ного раствора хлорида натрия перед помещением в исходно предпочитаемый отсек; животные контрольной группы получали только физиологический раствор. Средством инициации предпочтения служил фенамина гидрохлорид 1 мг/кг. Во 2-й тестовый день дверцы открывали и повторно измеряли время нахождения в каждом из отсеков в течение 10 мин.

Исследование кратковременной памяти в Y-образном лабиринте. Экспериментальная установка представляла камеру с тремя равными рукавами, расположенными по отношению друг к другу под углом 120°. Перед опытом один рукав камеры закрывали непрозрачной перегородкой. Крысу сажали в центр установки, и в течение 5 мин она обследовала свободные два ее рукава. Регистрировали время нахождения в рукавах. Через 2 ч повторяли эксперимент, предварительно открыв третий, ранее закрытый рукав. Животное могло обследовать все три рукава экспериментальной камеры в течение 5 мин, регистрировали те же показатели во всех рукавах. Об уровне кратковременной памяти судили по времени нахождения в новом рукаве установки.

Исследование поведения крыс в «открытом поле». Свободную двигательную активность животных исследовали в тесте «открытого поля» (Hall, 1934), представляющего собой круглую площадку диаметром 80 см с 16 отверстиями (норками) диаметром 3 см каждая. Продолжительность одного опыта составляла 3 мин. Регистрировали ряд элементарных двигательных актов и поз: горизонтальную и вертикальную активность, груминг, заглядывание в норки и др. Полученные данные обрабатывали математически.

Исследование функциональной асимметрии мозга с помощью метода ротации. Число ротаций определяли в полусфере диаметром 30 см через 30 мин после введения фенамина (2,5 мг/кг в/бр) за два последовательных периода по 10 мин, используя для анализа средние значения (определяемые за 10 мин). Регистрировали число полных вращений на 360° отдельно вправо и влево, а также число неполных ротаций от 90° до 360o.В последние 10 с каждой минуты тестирования в ротометре определяли также показатель стереотипии по 6-бальной шкале (Clarke et al., 1988).

Исследование поведения в приподнятом крестообразном лабиринте. Лабиринт состоял из двух открытых рукавов 50x10 см и двух закрытых рукавов 50x10 см с отрытым верхом, расположенных перпендикулярно относительно друг друга. Высота над полом 1 м. Животное помещали в центр лабиринта. Путем нажатия соответствующей клавиши этографа, связанного с компьютером, фиксировали время пребывания в закрытых и открытых рукавах, время свешива-ния в отрытых рукавах и выглядывания из закрытых рукавов. Продолжительность теста составляла 5 мин.

Изучение агрессии в тесте «чужак-резидент». Агрессивность изучали у половозрелых крыс самцов в тесте «чужак-резидент» в соответствии с описанием этологического атласа (Пошивалов В.П., 1986). Смысл методики состоит в том, что к крупному самцу, находящемуся в клетке (резиденту), подсаживают более мелкое животное (чужака). Регистрировали число поведенческих проявлений агрессивности и защиты, а также общее число поведенческих актов, описывающих взаимоотношение двух особей крыс (Вартанян Г. А., Петров Е. С, 1989).

Биохимическое определение содержания биогенных аминов и их метаболитов в структурах мозга. Концентрации дофамина, норадреналина, серото-нина и их метаболитов определяли обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографией с электрохимическим детектором (Krasnova et al., 2000).

Фармакологические вещества, используемые для анализа. Для нейро-

фармакологического анализа были использованы следующие препараты: непрямой адрецомиметик фенамин (1 мг/кг); непрямой дофамино- и серотониномиме-тик диметоксиметамфетамин (ДОМ; 1 мг/кг); агонист рецепторов дофамина апо-морфин (0,05 мг/кг, доза, активирующая преимущественно пресинаптические D2 рецепторы дофамина, и 0,5 мг/кг, доза, активирующая преимущественно постси-наптические Di рецепторы дофамина); селективный агонист Dj рецепторов дофамина SKF38393 (1 мг/кг); селективный антагонист Di рецепторов дофамина SCH23390 (0,05 мг/кг); агонист D2 рецепторов дофамина бромокриптин (5 мг/кг); антагонист D2 рецепторов дофамина сулпирид (10 мг/кг); антагонист рецепторов серотонина метисергид (0,2 мг/кг); ингибитор биосинтеза серотонина р-хлорфенилаланин (250 мг/кг). Все инъекции производили внутрибрюшинно. В качестве контроля использовали введение 0,9%-ного раствора хлорида натрия.

Статистическая обработка полученных материалов. Выборка для каждой группы животных составила не менее 10-12 крыс. Результаты обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента, непараметрического критерия U Вилкоксона-Манна-Уитни на персональном компьютере Pentium Ш 1700 мГц.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,

Влияние введения 5,7-дигидрокситриптамина в раннем онтогенезе на формирование двигательного и эмоционального поведения половозрелых крыс

Двигательная активность и поведение крыс в «открытом поле». Введение 5,7-ДГТ в ранний постнатальный период (4-17 дни жизни) существенно влияет на поведение взрослых крыс. В частности, при тестировании в «открытом

поле» у самцов достоверно снижалась двигательная активность, в большей степени вертикальная и в меньшей - горизонтальная, возрастал паттерн «сидение», менялось число груминговых реакций. При этом отмечены разнонаправленные изменения других поведенческих паттернов, например, «фризинга» (возрастание после введения нейротоксина на 4-й день при неизменных параметрах после введения 5,7-ДГТ на 10-й и 17-й дни), «движения на месте», «стоек с упором».

У самок, как и самцов, также отмечено снижение вертикальной активности, но, в противоположность самцам, возрастала горизонтальная активность после введения нейротоксина на 4-й и 10-й дни. Существенно снижалось исследовательское поведение, в частности, паттерн «заглядывание в норки», при несущественном колебании груминговых реакций. Паттерн «фризинг», в отличие от самцов, был существенно подавлен. В целом, поведенческие реакции у самцов были несколько более активны, чем у самок.

Ротационное поведение крыс. Нейротоксин менял ротационное поведение взрослых крыс, исследованное в ротометре. Так, у самцов число полных вращений уменьшалось пропорционально срокам постнатального введения. Если в контроле число полных вращений составляло 5,6±0,8, то после введения 5,7-ДГТ на 4-й день постнатального развития - 2,6± 1,0 (р<0,05), на 10-й день -2,2±0,6 (р<0,01), на 17-й день — 1,6±0,6 (р<0,01). Уменьшались показатели разности полных вращений с 4,1±1,0 в контроле до 1,3-1,5±0,4 после введения нейротоксина. Колебания показателей неполных вращений и уровня стереотипии были недостоверными, за исключением 17-го дня постнатального периода. В этом случае число неполных вращений снижалось до 2,1±0,5 против 4,2±0,8 в контроле. Аналогично этому уровень стереотипии снижался до 0,б±0,1 против 0,9±0,1 в контроле.

У самок ни один из исследованных показателей не менялся, за исключением снижения разности неполных вращений после введения 5,7-ДГТ на 17-й день жизни. В этом случае данный показатель уменьшался в 5 раз с до

Поведение крыс в приподнятом крестообразном лабиринте. У самцов, которые получали 5,7-ДГТ в ранний постнатальный период, существенно (почти в 2 раза) повышался уровень тревожности, оцениваемый по времени пребывания в открытых рукавах приподнятого крестообразного лабиринта (табл. 1). Так, если в контроле время пребывания в открытых рукавах лабиринта составляло 75,5±11,8, по после введения 5,7-ДГТ - 35,1±16,1 (17-й день), 46,8±14,3 (10-й день), (4-й день). В то же время, у них возрастало число свешиваний с

краев открытых рукавов лабиринта от 0,7 в контроле до 3,3-8,3 после введения нейротоксина.

У самок эти показатели существенно не менялись. Что касается числа выглядываний из закрытых рукавов лабиринта, то этот показатель снижался как у

самцов, так и у самок. Максимальное снижение показателя регистрировали у самок на 10-й день введения 5,7-ДГТ. В этом случае показатель выглядывания

Таблица 1

Влияние постнатального введения 5,7-дигидрокситриптамина на поведение крыс

Группа крыс Число выгля- Число свеши- Время, проведенное в

дываний ваний открьпых рукавах, с

Самцы Контроль 10,6±0,4 0,7±0,6 75,5±11,8

4-й день 10,8±0,7 6,7±1,7* 41,6±11,8

10-й день 6,6±0,7** 3,3±1,2 46,8±14,3

17-й день 8,8±0,7 8,3±2,9* 35,1±16,1*

Самки Контроль 13,4±0,6 5,8±2,4 38,6±13,0

4-й день 7,6±0,8** 2,8±0,7 27,0±5,7

10-й день 0,210,2**"* 5,1±1,4 34,2±6,8

17-й день 10,0±1,7* 4,0±2,3 41,6±20,2

Примечание. *р<0,05; **р<0,01; ***р<0,001 по отношению к соотаетствующему контролю.

снижался с в контроле до после введения нейротокси-

на. У самцов эти показателя были следующие: 10,6±0,4 в контроле и 6,6±0,7 (р<0,01) после введения нейротоксина на 10-й день. На 17-й день введения 5,7-ДГТ показатель выглядывания из закрытых рукавов лабиринта приближался к контрольным значениям. Таким образом, у самцов нейротоксин в большей степени, чем у самок, повышал уровень тревожности.

Показатели агрессии и защиты у крыс Исследование показателей агрессии и защиты в тесте «чужак-резидент» показало, что агрессивность у самцов, которым вводили 5,7-ДГТ в ранний постпатальный период, резко снижается (табл. 2). Так, на 4-й, 10-й и 17-й дни введения нейротоксина показатели агрессии составили соответственно 6,1±1,6; 1,8±0,9 (р<0,05) и 0,8±0,8 (р<0,05) против 6,3±1,8 в контроле. При этом показатели защиты и общительности менялись незначительно. У самок снижались показатели защиты без существенных изменений в структуре агрессивности и общительности. Если в контроле показатель защиты у самок составлял то после введения нейротоксина в раннем пост-натальном периоде он снижался до 0,3-0 (р<0,05). В целом, индивидуальное поведение самцов было более обедненным в сравнении с поведением самок. Таким образом, нейротоксин 5,7-ДГТ у самцов снижает агрессивность при умеренном повышении защитных реакций, у самок - снижает проявления защиты, не влияя на агрессивность.

Таблица 2

Влияние постнатального введения 5,7-дигидрокситриптамина на показатели аг-_рессии и защиты у крыс_

Группа крыс Показатели системы агрессия-защита, число поведенческих реакций

агрессия общительность защита индивидуальное поведение

Самцы Контроль 6,3±1,8 21,3±4,1 0,3±0,2 35,3±3,3

4-й день 6,1±1,6 24,0±4,7 0,5±0,3 32,6±1,9

10-й день 1,8±0,9* 16,6±2,8 0±0* 25,6±3,3* '

17-й день 0,8±0,8* 21,1±2,9 1,3±1,0 29,6±5,1

Самки Контроль 6,2±4,5 17,0±3,3 2,8±1,6 43,4±5,7

4-й день 5,3±1,7 22,0±3,1 0,3±0,1* 41,0±3,3

10-й день 6,1 ±2,4 25,4±4,4 0±0* 40,1 ±6,9

17-й день 4,6±1,2 23,9±4,0 0±0* 41,6±3,4

Примечание. *р<0,05 по отношению к показателям контрольной группы.

Обучение в Y-образном лабиринте у крыс. Постнатальное введение 5,7-ДГТ существенно меняло обучение крыс в У-образном лабиринте. Обычно в контроле время нахождения в новом рукаве превышает время пребывания в старом рукаве более чем в 2 раза. В наших опытах и у самцов и у самок регистрировали приблизительно одинаковое время пребывания как в старом, так и в новом рукавах лабиринта. Так, показатели пребывания в старом рукаве лабиринта у самцов колебались от с, а в новом рукаве - от с.

Аналогичную картину наблюдали и в контрольной группе, где эти показатели составили соответственно 88±14 с (старый рукав) и 61±24 с (новый рукав). Это говорит о том, что в данном случае животные, подвергшиеся манипуляциям, связанным с внутрибрюшинным введением нейротоксина либо растворителя (0,1%-ного раствора аскорбиновой кислоты), не обучились навыку дифференциации старого и нового рукава.

Наиболее драматическую картину наблюдали у самцов на 4-й и 10-й дни введения нейротоксина и самок на 10-й день введения 5,7-ДГТ. Эти животные не только не обучались, но и демонстрировали более чем двукратное снижение показателя нахождения в новом рукаве лабиринта, что указывает на серьезные нарушения кратковременной памяти у таких животных.

Поведение предпочтения места у крыс Время пребывания контрольных животных в недпредпочитаемой камере установки после обусловливания фенамином повышалось в 5 раз ( с до обусловливания против с после обусловливания) у самцов и в 3,4 раза ( с до обусловливания против

348+59 с после обусловливания) у самок. Степень предпочтения непредпочитае-мого отсека существенно снижалась после введения 5,7-ДГТ преимущественно у самцов на 4-10-й дни введения нейротоксина. В этом случае соотношение колебалось в пределах 2,1 (10-й день) - 2,7 (4-й день). Если нейротоксин вводили на 17-й день, это соотношение составляло 4,1, то есть приближалось к контрольным значениям. У самок это соотношение было близко к контрольным значениям (оно составляло приблизительно 3,1 при введении нейротоксина на 4-й и 10-й дни) и увеличивалось до 4,3 при оценке введения 5,7-ДГТ на 17-й день. В целом, у самцов 5,7-ДГТ существенно снижал подкрепляющие свойства фенамина, у самок, не влияя или даже повышая их (на 17-й день введения).

Таким образом, проведенные исследования показали, что введение 5,7-ДГТ в раннем постнатальном периоде умеренно снижает исследовательскую активность, существенно не меняет показателей стереотипии, снижает чувствительность к фенамину в ротационном тесте, повышает уровень тревожности, снижает агрессивность, нарушает формирование кратковременной памяти и уменьшает вторично-подкрепляющие свойства фенамина у взрослых крыс. В большей степени эти проявления были характерны для самцов, чем для самок.

Поведение самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс. Фенамин часто используют в виде средства-анализатора для решения вопросов, связанных с активацией подкрепляющих систем мозга. В отношении реакции самораздражения гипоталамуса фенамин в диапазоне доз от 0,5 до 5 мг/кг неизменно проявляет стимулирующий эффект (Шабанов П.Д. и др., 2002). В экспериментальных условиях обычно используют реакцию самостимуляции или самовведения (показатели первично подкрепляющих свойств, или безусловного подкрепления), а также условную реакцию предпочтения места и вкусовую аверсию (показатели вторично подкрепляющих свойств, или условного подкрепления). В настоящей главе исследованы подкрепляющие эффекты непрямого адреномимети-ка фенамина (1 мг/кг внутрибрюшинно) на реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса в камере Скиннера у крыс, которым в раннем онтогенезе вводили 5,7-ДГТ.

В группе крыс, получавших 5,7-ДГТ в раннем периоде, показатели самостимуляции были несколько ниже (на 10-50%), чем в контрольной группе. Фенамин 1 мг/кг активировал самостимуляцию гипоталамуса как в контроле, так и после введения 5,7-ДГТ (табл. 3). В контрольной группе степень повышения самостимуляции возрастала на 34%, а в группе, получавшей 5,7-ДГТ в раннем онтогенезе, - на 61% (4-й день введения нейротоксина) - 35-40% (10-17-й дни).

То есть, на фоне введения 5,7-ДГТ на 4-й день постнатального периода относительный прирост частоты самораздражения гипоталамуса, активированной фенамином, выше, чем в контроле. В то же время частота самораздражения гипо-

таламуса после введения 5,7-ДГТ на 10-17-й день постнатального онтогенеза совпадает с таковой в контрольной группе, то есть 5,7-ДГТ в данном случае не влияет на самостимуляцию, активированную фенамином. Об изменении реактивности крыс, получавших 5,7-ДГТ на 4-й день постнатального развития, свидетельствует и почти 3-кратное снижение коэффициента «рассогласования». Кроме того, важно отметить, что фенамин не полностью восстанавливал показатели самостимуляции в группе крыс, получавших 5,7-ДГТ на 17-й день постнатального развития (относительно группы контроля).

Таблица 3

Влияние фенамина (1 мг/кг) на самостимуляцию латерального гипоталамуса самцов крыс, получавших в раннем постнатальном периоде 5,7-дигидрокситриптамин

Учитывая, что системы подкрепления мозга, активированные фенамином, имеют в основном дофаминергическую и отчасти серотонинергическую природу, мы провели нейрофармакологический анализ реакции самостимуляции у крыс, используя в качестве анализаторов агенты, избирательно активирующие разные подтипы дофаминергических и серотонинергических рецепторов.

Фармакологический анализ подкрепляющих механизмов мозга на основе реакции самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс

С помощью фармакологических средств-анализаторов была оценена степень участия различных нейромедиаторных систем в механизмах подкрепления на основе реакции самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс (табл. 4). У контрольных крыс активация Б] либо Б2 рецепторов дофамина не влияет на самостимуляцию гипоталамуса. Блокада рецепторов дофамина умеренно снижает (-23%), а блокада Б2 рецепторов дофамина, напротив, умеренно повышает (+25%) показатели самостимуляции.

Таблица 4

Влияние дофаминергических и серотонинергических средств на самостимуля-цию латерального гипоталамуса самцов крыс, получавших в раннем постнаталь-__ном периоде 5,7-дигидрокситриптамин_

Группа крыс Число нажатий на педаль за 10 мин Коэффициент «рассогласования»

до введения вещества после введения вещества до введения вещества после введения вещества

5СН23390 0,05 мг/кг

Контроль ' 467±53 361±45*(-23%) 0,34±0,13 0,37±0,15

4-й день 366±39 344±71 (-6%) 0,29±0,10 0,32±0,12

10-й день 418+48 375±36 (-10%) 0,26±0,09 0,19±0,06

17-й день 328+43 237±29*(-28%) 0,23±0,09 0,44±0,11*

Сулпирид 20 мг/кг

Контроль 502±53 630±61*(+25%) 0,21±0,10 0,29±0,08

4-й день 341+55 325±34(-5%) 0,26±0,08 0,40±0,14

10-й день 472±51 518±64 (+10%) 0,28±0,09 0,32±0,07

17-й день 356±48 551+56*(+55%) 0,33±0,13 0,18±0,05*

8КР38393 1 мг/кг

Контроль 444±36 480±41 (+8%) 0,34±0,11 0,28±0,09

4-й день 317±39 276+42 (-13%) 0,41±0,19 0,27±0,13

10-й день 492±48 456±55 (-7%) 0,23±0,08 0,18±0,06

17-й день 328±41 568+61 *(+73%) 0,26±0,10 0,11±0,04*'

Бромокриптин 5 мг/кг

Контроль 471+56 442±53(-6%) 0,25±0,07 0,12±0,06

4-й день 327±32 216+34 (-34%) 0,32±0,14 0,25±0,09

10-й день 445+71 418±46 (-6%) 0,27±0,11 0,20±0,08

17-й день 351+33 392±28(+12%) 0,21±0,07 0,26±0,11

Метисергид 0,2 мг/кг

Контроль 454±47 516±56(+14%) 0,28±0,09 0,29±0,12

4-й день 346±41 228±37* (-34%) 0,40±0,12 0,39±0,13

10-й день 465±50 311+32* (-33%) 0,19±0,05 0,31 ±0,09*

17-й день 343+36 375±46 (+9%) 0,30±0,09 0,24±0,03

Диметоксиметамфетамин 1 мг/кг

Контроль 495+44 565±58 (+14%) 0,38±0,13 0,19±0,06*

4-й день 340+39 543±66 (-5%) 0,25±0,10 0,11±0,05*

10-й день 439±58 474±72 (+60%) 0,23±0,09 0,28±0,09

17-й день 298±37 418±47*(+40%) 0,32±0,13 0,25±0,10'

Примечание. *р<0,05 по отношению к показателям до введения вещества.

После дегенерации серотонинергических терминален (введение 5,7-ДГТ в ранний постнатальный период) характер действия дофаминергических веществ на самостимуляцию меняется. Активация рецепторов дофамина приводит к существенному увеличению самостимуляции (+73% на 17-й день), а активация Б 2 рецепторов дофамина - к снижению самостимуляции (-34% на 4-й день). В противоположность этому, блокада рецепторов дофамина, как и в контроле, умеренно снижает (-28% на 17-й день), а блокада Б2 рецепторов дофамина, как и в контроле, - повышает (+55% на 17-й день) показатели самостимуляции латерального гипоталамуса.

Следовательно, после введения 5,7-ДГТ в раннем постнатальном периоде в действии антагонистов рецепторов дофамина сохраняется основная их направленность, свойственная действию у контрольных животных, когда антагонисты О] рецепторов дофамина снижают, а антагонисты Б2 рецепторов дофамина повышают самостимуляцию. В то же время на фоне дегенерации серотонинергиче-ских терминал ей начинают проявлять свое действие и агонисты рецепторов дофамина, а именно: агонист О] рецепторов дофамина повышает, а агонист Б2 рецепторов дофамина снижает самостимуляцию гипоталамуса. Интересные данные получены при использовании серотонинергических веществ для анализа реакции самостимуляции после введения 5,7-ДГТ в раннем постнатальном периоде.

Так, введение диметоксиметамфетамина (ДОМ), непрямого агониста рецепторов дофамина и серотонина, оказывало слабый активирующий эффект (+14%) на самостимуляцию. На фоне введения 5,7-ДГТ ДОМ (1 мг/кг) выражено активировал (+40-60%) реакцию самостимуляции. Напротив, блокада рецепторов серотонина метисергидом (0,2 мг/кг) умеренно снижала (-33-34%) показатели самостимуляции, особенно после введения нейротоксина на 4-й и 10-й дни пост-натального развития.

Таким образом, и в случае с серотонинергическими веществами получены данные, подтверждающие участие системы серотонина в механизмах самостимуляции, причем активация системы серотонина приводит к активации самостимуляции, а блокада рецепторов серотонина - к ее угнетению.

Патологические изменения функционирования подкрепляющих систем мозга, по-видимому, связаны с нарушением и с разобщением связи между нейрохимическими системами, изменением чувствительности рецепторов, синтезом медиаторов и их выделением из пресинаптических терминалей. Данные литературы свидетельствуют о высокой значимости структур мезокортиколимбической системы мозга в регуляции поведения животных. При этом ведущее значение в структурно-функциональной организации эмоционального и двигательного поведения отводят вентральной области покрышки, прилежащему ядру и медиальной префронтальной коре.

Исследование обмена нейромедиаторов в структурах головного мозга крыс

Целью настоящего раздела исследования было проанализировать содержание нейромедиаторов и особенности их обмена в структурах головного мозга, участвующих в механизмах «награды» (подкрепления), для выяснения формирования и саморазвития центральных механизмов подкрепляющей функции мозга в онтогенезе. В первой серии экспериментов приведены данные по изучению содержания дофамина (ДА), 3,4-диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК), гомова-нилиновой кислоты (ГВК), норадреналина (НА), серотонина (5-НТ) и 5-оксииндолуксусной кислоты (5-ОИУК) в прилежащем ядре, стриатуме и медиальной префронтальной коре у крыс (табл. 5).

Таблица 5

Содержание дофамина, норадреналина и серотонина, а также их метаболитов в прилежащем ядре, стриатуме и медиальной префронтальной коре у крыс

Показатель Прилежащее Ядро Стриатум Медиальная префронталь-ная кора

Дофамин (ДА), нг/кг ткани 5,579±0,788 9,672±1,115 0,031±0,011

ДОФУК, нг/кг ткани 1,089±0,071 1,319±0,187 0,025±0,009

ГВК, нг/кг ткани 0,33 8±0,048 0,578±0,059 0,018±0,008

ДОФУК/ДА 0,197±0,021 0,136±0,013 0,531±0,079

ГВК/ДА 0,062±0,017 0,060±0,021 0,384±0,045

Норадреналин (НА), нг/мг ткани 0,715±0,043 0,323±0,035 0,211±0,029

Серотонин (5-НТ), нг/мг ткани 4,918±0,093 2,303±0,105 1,3 61 ±0,097

5-ОИУК, нг/мг ткани 8,209±0,144 4,940±0,298 2,095±0,167

5-ОИУК/5-НТ 1,668±0,082 2,145±0,147 2,223±0,086

Высокую концентрацию ДА отмечали в стриатуме, среднюю концентрацию медиатора выявляли в прилежащем ядре и наименьшее его количество присутствовало в медиальной префронтальной коре, что соответствует данным литературы. При исследовании содержания норадреналина, 5-НТ, 5-ОИУК в этих структурах мозга у крыс отмечалась закономерность, отличная от аналогичных показателей обмена ДА, а именно: максимальное содержание нейромедиаторов определяли в прилежащем ядре, среднее количество - в стриатуме и минимальное - в медиальной префронтальной коре.

Во второй серии опытов проанализированы особенности содержания ДА; 3,4-ДОФУК, ГВК, норадреналина, 5-НТ и 5-ОИУК в прилежащем ядре, стриату-

ме и медиальной префронтальной коре после введения фенамина. В прилежащем ядре у крыс после введения фенамина отмечены достоверные изменения обмена ДА. Содержание 3,4-ДОФУК, ГВК и отношения ДОФУК/ДА в прилежащем ядре у крыс при этом достоверно снижались на 30-50%. Изменений содержания ДА, НА, 5-НТ и 5-ОИУК в этом опыте не наблюдали. В стриатуме у крыс после введения фенамина содержание 3,4-ДОФУК, ГВК, а также отношений метаболит к медиатору, ДОФУК/ДА и ГВК/ДА в стриатуме у крыс достоверно снижались на 40-60%. Изменений содержания ДА, НА, 5-НТ при этом не наблюдали, за исключением незначительного повышение концентрации 5-ОИУК. В медиальной пре-фронтальной коре у крыс регистрировали умеренное снижение уровня дофамина, повышение соотношения ГВК/ДА, отсутствие изменений в концентрациях но-радреналина и снижение содержания серотонина и 5-ОИУК. Показатель отношения метаболит к медиатору, 5-ОИУК/5-НТ увеличивался на 25%.

Таким образом, приведенные данные указывают на довольно значительное изменение в обмене всех биогенных аминов (дофамина, норадреналина и серо-тонина) после однократного введения фенамина. В большей степени на введение фенамина реагирует прилежащее ядро и стриатум, минимально - медиальная префронтальная кора. Это вполне обоснованно, поскольку наибольшее количество нейромедиаторов содержится именно в первых двух структурах. При этом важно похмнить, что подкрепляющие механизмы мозга вовлекают такие структуры, как прилежащее ядро, вентральную область покрышки, медиальную пре-фронтальную кору. И даже небольшие изменения в обмене нейромедиаторов, которые мы наблюдали в медиальной префронтальной коре, оказываются значимыми при реализации механизмов мозгового подкрепления. И вторая особенность полученных данных. Это то, что наиболее инертная система — это система норадреналина. И наоборот, наиболее реагирующие нейромедиаторные системы - это системы дофамина и серотонина, которые активируются при введении фенамина. Это привело нас к постановке новой задачи исследования - изучению реализации механизмов подкрепления при разрушении отдельных мозговых структур в раннем онтогенезе или после введения нейротоксинов.

Влияние разрушения отдельных структур мозга или введения нейротокси-нов на поведение самостимуляции у крыс

Разрушение медиальной префронтальной коры в раннем онтогенезе и поведение самостимуляции у крыс В качестве критических структур мозга, имеющих важное значение для формирования механизмов подкрепления, мы выбрали медиальную префронтальную кору (МПК) и вентральную область покрышки (ВОП). Данные структуры разрушали на 17-й день постнатального раз-

вития стереотаксическим введением в них каиновой кислоты. В дальнейшем крыс выращивали до половозрелого состояния (90-100 дней), оперировали, вживляя электроды в латеральный гипоталамус, и исследовали поведение самостимуляции. Регистрировали частоту нажатий педали за 10 мин и вычисляли коэффициент «рассогласования» длительности нажатий (Лебедев А.А., Шабанов П.Д., 1992), по величине которого можно судить о превалировании положительного или отрицательного эмоциональных компонентов при самостимуляции. Тестирование производили дважды (до введения фенамина 1 мг/кг и после его инъекции) с интервалом 2-3 ч между опытами. Контрольные животные получали 0,9 %-ный раствор хлористого натрия.

Фенамин (1 мг/кг) усиливал реакцию самостимуляции интактных крыс. Частота нажатий на педаль в камере Скиннера при этом повышалась на 37%. В то же время коэффициент «рассогласования» после введения фенамина уменьшался, что свидетельствует о повышении подкрепляющих свойств стимуляции мозга. Одностороннее разрушение МПК сходно с фенамином усиливало частоту самораздражения латерального гипоталамуса, коэффициент «рассогласования» при этом резко снижался (почти в 5 раз). Фенамин, введенный животным с разрушенной МПК, сохранял свои стимулирующие свойства. Разница между контрольными животными (с разрушением коры) и крысами, получавшими препарат, составила + 32%.

Таким образом, само одностороннее разрушение МПК не вызывает угнетающего влияния на реакцию самостимуляции гипоталамуса. Напротив, данная реакция даже усиливается. Этот эффект сохраняется и при введении непрямого адреномиметика фенамина, что может свидетельствовать об относительной независимости дофаминергических механизмов латерального гипоталамуса от мезо-кортиколимбической системы.

Для выяснения нейрохимического механизма этого феномена нами было исследовано содержание катехоламинов и серотонина в гипоталамусе интактных крыс и животных с разрушением МПК. У интактных животных уровень дофамина приблизительно в 2 раза был выше (13,20+1,76 нмоль/г ткани), чем концентрация норадреналина (5,56+0,65 нмоль/г ткани) и серотонина (4,76+0,11 нмоль/г ткани). Разрушение МПК приводило к неравномерному снижению норадренали-на и дофамина. Уровень норадреналина при этом снижался на 43% (до 3,20+1,07 нмоль/г ткани), а дофамина более чем в 4 раза (до 2,81+0,33 нмоль/г ткани). В этих условиях эксперимента содержание серотонина практически не менялось (4,65+0,11 нмоль/г ткани). Следовательно, разрушение МПК приводит к дисбалансу в системе норадреналин - дофамин, причем показатель содержания дофамина является значительно более чувствительным к повреждению данной структуры, чем остальные биогенные амины.

Разрушение вентральной области покрышки в раннем онтогенезе и поведение самостимуляции у крыс. Во второй серии опытов на 17-й день пост-натального развития у крыс разрушали вентральную область покрышки (ВОП) введением каиновой кислоты. В дальнейшем животных также выращивали до половозрелого состояния (90-100 дней), вживляли электроды в латеральный гипоталамус и исследовали поведение самостимуляции.

Частота реакции самостимуляции латерального гипоталамуса ложноопери-рованных животных не отличалась от интактных крыс. Разрушение ВОП несколько облегчало реакцию самостимуляции (за счет достоверного уменьшения коэффициента «рассогласования»). Фенамин на 37% повышал частоту самостимуляции у интактных животных. У животных с разрушением ВОП фенамин увеличивал частоту нажатий на педаль на 62% относительно интактного контроля. При этом достоверно снижался и «коэффициент рассогласования». Однако при сравнении с группой крыс с разрушением ВОП этот показатель (+35%) был сопоставим с интактными животными. Таким образом, разрушение ВОП в раннем постнатальном периоде существенно не меняло показателей самостимуляции латерального гипоталамуса. Оно выявляется лишь при дополнительных формах статистической обработки, например, при учете «коэффициента рассогласования», указывая на умеренную активацию систем мозгового подкрепления после разрушения ВОП.

Введение нейротоксинов и поведение самостимуляции у крыс. В качестве нейротоксинов были выбраны 5,7-дигидрокситриптамин (5,7-ДГТ) и 6-гидроксидофамин (6-ОНДА), избирательно разрушающие серотонинергические и дофаминергические терминали соответственно. Препараты вводили внутри-брюшинно в раннем постнатальном периоде на 4-10-й день жизни (100 мкг) либо половозрелым крысам в большую цистерну мозга (75 мкг).

Разрушение серотонинергических терминалей 5,7-ДГТ существенно не меняло поведение самостимуляции крыс (табл. 6). Лишь после введения нейроток-сина на 4-й день постнатального развития отмечено умеренное снижение исходной частоты самостимуляции.

Фенамин 1 мг/кг активировал самостимуляцию мозга как контрольных крыс, так и животных получавших 5,7-ДГТ. Уровень активации самостимуляции у контрольных крыс и получавших нейротоксин на 10-й день постнатального периода был сходен (+34-36%), у получавших 5,7-ДГТ на 4-й день - значительно выше (+61%), хотя и не достигал уровня активации у контрольных животных. Показатели «коэффициента рассогласования» соответствовали величинам частот самостимуляции гипоталамуса. Таким образом, введение 5,7-ДГТ в ранний пост-натальный период лишь умеренно снижает самостимуляцию у половозрелых крыс, при этом фенамин проявляет свой активирующий эффект в полной мере.

Таблица 6

Влияние фенамина (1 мг/кг) на самостимуляцию латерального гипоталамуса самцов крыс, получавших в раннем постнатальном периоде _5,7-дигидрокситриптамин или 6-гидроксидофамин

Группа крыс

Число нажатий на педаль за 10 мин

Коэффициент «рассогласования»

до введения фенамина после введения фенамина до введения фенамина после введения фенамина

Исследование с 5,7-ДГТ

Контроль 488±54 652±71* (+34%) 0,30±0,09 0,16±0,06

5,7-ДГТ 4-й день 328±41 529±65* (+61%) 0,35±0,12 0,13±0,05*

5,7-ДГТ 10-й день 445±38 603±67* (+36%) 0,28±0,13 0,17±0,07

Исследование с 6-ОНДА

Контроль 358±67 476±51* (+33%) 0,32±0,05 0,13±0,04*

6-ОНДА 4-й день 68±18м 152±33**"* (+123%) 0,44±0,10 0,09±0,04**

6-ОНДА 10-й день 129±36* 183±48*"'(+42%) 0,12*0,03** 0,10±0,04*

Примечание. *р<0,05, **р<0,01 по отношению к показателям до введения фенамина; *р<0,05 #"р<0,01 по отношению показателям контрольной группы.

Разрушение катехоламинергических нейронов 6-ОНДА, напротив, резко (в 5-3 раза) угнетало реакцию самостимуляции. Введение на этом фоне фенамина приводило лишь к частичному восстановлению реакции самостимуляции. Частота нажатий на педаль в этом случае не достигала исходной (контрольной) величины, хотя увеличивалась до 2,5 раз по сравнению с показателями самостимуляции на фоне действия нейротоксина (4-й постнатального развития) Данный эффект был преходящим: на следующий день после оценки действия фенамина частота самостимуляции была типичной для 6-ОНДА. Это явление сопровождалось почти трехкратным уменьшением содержания норадреналина и дофамина в гипоталамусе при неизменном уровне серотонина и его метаболита 5-оксииндолуксусной кислоты после внутрицистернальной инъекции 6-ОНДА половозрелым крысам. Уровень серотонина снижался после внутрицистернального введения 5,7-ДГТ, содержание дофамина, норадреналина и 5-оксииндолуксусной кислоты при этом существенно не менялось.

Таким образом, этот факт подчеркивает невозможность полной компенсации эмоциональной реакции самораздражения латерального гипоталамуса у крыс, получавших 6-ОНДА в раннем постнатальном периоде. Следовательно, для формирования поведения самостимуляции в раннем онтогенезе более важна до-

фаминергическая система мозга в сравнении с серотонинергической. Ее повреждение в ранний постнатальный период приводит к катастрофическому снижению реактивности структур в ответ на введение психостимулятора фенамина.

ВЫВОДЫ

1. Серотонинергическая система мозга участвует в механизмах формирования двигательного и эмоционального поведения крыс в раннем онтогенезе. Она в значительной степени ответственна за формирование тревожности, агрессивного поведения, кратковременной памяти и механизмов подкрепления.

2. Двигательные и эмоциональные нарушения поведения у крыс, обусловленные введением сетонинергического нейротоксина 5,7-дигидрокситрипта-мина в раннем (4-17 день) постнатальном периоде в большей степени характерны для самцов, чем для самок.

3. Введение избирательных нейротоксинов, вызывающих дегенерацию дофаминергических и серотонинергических терминалей, в раннем онтогенезе снижает подкрепляющие свойства самостимуляции латерального гипоталамуса у взрослых крыс, что связано с нарушением обмена этих моноаминов в лимбиче-ских структурах мозга (прилежащем ядре, вентральной области покрышки и медиальной префронтальной коре).

4. Механизмы безусловного (первичного) подкрепления вовлекают разные подтипы рецепторов дофамина и серотонина. Нейрофармакологический анализ показывает, что для реализации механизмов безусловного подкрепления (самостимуляции) наиболее значимы Б) и Б2 рецепторы дофамина и рецепторы серотонина. Блокада данных рецепторов угнетает или сглаживает активирующие действие психостимуляторов (фенамин, диметоксиметамфетамин) на самостимуляцию латерального гипоталамуса.

5. В механизме активирующего действия психостимуляторов амфетами-нового типа на самостимуляцию определяющее значение имеет ускорение обмена дофамина и серотонина в прилежащем ядре, стриатуме и в меньшей степени медиальной префронтальной коре. Систему норадреналина при этом следует оценить как наиболее инертную.

6. Сравнение функционального значения дофаминергической и серотони-нергической систем мозга показывает, что первая из них ответственна за формирование двигательного, ротационного, стереотипного поведения и безусловных форм подкрепления, тогда как серотонинергическая система в большей степени определяет уровень тревожности, регулирует систему агрессия-защита, формирование кратковременной памяти и условные формы подкрепления у крыс.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Методически оправданным в изучении функционирования подкрепляющих систем является использование нейротоксинов избирательного действия, к каковым относят 5,7-дигидрокситриптамин и 6-гидроксидофамин. Введение нейротоксинов в ранний постнатальный период позволяет выделить «критические» периоды формирования подкрепляющих систем мозга. У крыс они охватывают первые 2,5 недели жизни. Именно в этот период закладывается структурно-функциональная организация подкрепляющих систем мозга.

При сходстве функций серотонинергической и дофаминергической систем мозга они все же дифференцированы по основным функциональным признакам. Если дофаминергическая система мозга ответственна за формирование двигательного, ротационного, стереотипного поведения и безусловных форм подкрепления, то серотонинергическая система в большей степени определяет уровень тревожности, регулирует систему агрессия-защита, формирование кратковременной памяти и условные формы подкрепления. Это необходимо учитывать при изучении эмоциогенных механизмов мозга.

Полученные данные об определяющем значении серотонинергической и дофаминергической систем мозга в формировании эмоционального поведения в раннем онтогенезе создает реальные предпосылки для поиска средств фармакологической коррекции эмоциональных расстройств с помощью препаратов, влияющих на моноаминергические системы мозга.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Последствия внутриамниотического введения 6-гидроксидофамина беременным крысам, оцененные по поведенческим показателям у взрослого потомства // Пси-хофармакол. и биол. наркол., 2002. — Т. 2, № 1-2. - С. 265-271. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А.А., Мещеров Ш.К., Макарова Т.М., Могилевский ДА.).

2. Интрацистернально вводимый инсулин нарушает эмоциональные и двигательные реакции у крыс, выращенных в сообществе и в условиях социальной изоляции //. Актуальные проблемы эндокринологии. Научн. конф. - Пермь, 2002. - С. 87. (соавторы: Шабанов П.Д., Могилевский ДА., Лебедев А.А., Мещеров Ш.К.).

3. Повышение уровня ИЛ-1 в крови в раннем постнатальном онтогенезе нарушает формирование сложных программ поведения // Нейроиммунология - исследования, клиника, лечение. Тез. конф. - СПб., 2002. - С. 107-109. (соавторы: Зубарева О.Е., Аб-дурасулова И.Н., Лебедев А.А., Симбирцев А.С.).

4. Иммунные механизмы нарушения формирования сложных программ поведения в раннем постнатальном онтогенезе // Вторая Рос. конф. «Нейроиммунопатология».

- М., 2002. - С. 29-30. (соавторы: Зубарева О.Е., Лебедев А.А., Панченко Г.Н., Абдура-сулова И.Н., Симбирцев А.С.).

5. Повышение уровня интерлейкина-1 в крови в раннем постнатальном онтогенезе изменяет поведение и стресс-реактивность крыс // Биология - наука XXI века. 6-я Путинская школа-конфер. мол. ученых. Сб. тезисов. Т.1. - Тула, 2002. - С.78-79. (соавтор: Зубарева О.Е.).

6. Роль цитокинов в формировании сложных программ поведения в раннем постнатальном онтогенезе // «Цитокины, воспаление, иммунитет». - СПб., 2002. - С.55. (соавторы: Зубарева О.Е., Абдурасулова И.Н., Лебедев А.А., Симбирцев А.С.).

7. Повышенный уровень интерлейкина 1р в крови в раннем возрасте - фактор риска нарушений поведения подростков // «Новые биокибернетические и телемеди-циннские технологии 21 века для диагностикик и лечения заболеваний человека». -Петрозаводск, 2002. - С.27. (соавторы: Зубарева O.E., Лебедев A.A., Симбирцев A.C.).

8. Роль ИЛ- lß в формировании двигательной и исследовательской активности в раннем постнатальном онтогенезе // «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины - 2002». Матер, научно-практ. конф. молодых ученых. - СПб.: СПбМАПО, 2002. - С. 204-205. (соавторы: А.С. Симбирцев, О.Е. Зубарева).

9. Влияние цитокинов на формирование сложных программ поведения в раннем постнатальном онтогенезе // Психофармакол. и биол. наркол., 2002. - Т.2, №3-4. -С. 398-399. (соавторы: Зубарева О.Е., Лебедев А.А.).

10. High stress-reactivity in rats treated with IL-lp* in early postnatal ontogenesis // 33th ISPNE Congress. - Piza, Italy. 2003. - P.I 15. (coauthors: Zubareva O.E., Lebedev A.A., Ludino V.I., Simbirtsev A.S.).

11. Особенности поведения крыс после однократного и многократных воздействий гипогликемических доз инсулина // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова, 2001. -Т.87, №10. - С. 1341-1350. (соавторы: СА Шестакова, АЛ. Лебедев, В.В. Шабаев, Т.М. Макарова, В.М. Клименко).

12. Behavior and short-term memory after the central insulin administration in rats reared in isolation // Psihofarmakol. Biol. Narkol., 2001. - T.I, №2. - P. 167. (coauthors: Shestakova S A., Shabanov P.D., Lebedev AA., Klimenko V.M.).

13. Психомоторный статус и краткосрочная память крыс, выращенных в условиях изоляции // «Актуальные вопросы патофизиологии». Матер, конф. молодых ученых и студентов с междунар. участием. - СПб.: СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова, 2001. - С. 9394.

14. Отсроченные поведенческие эффекты нейротоксинов 6-гидроксидофамина и 5,7-дигидрокситриптамина, вводимых в ранний постнатальный период крысам // Прогресс в биотехнологии и нейробиологии - интегративная медицина. - Хургада, Египет, 2004. - С.157-159. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А.А.).

Тираж 100 экз. Подписано в печать 17.03.04 г. Формат 60x84 '/,6 Объем 1^3 п.л. Заказ № $0.

Отпечатано в типографии ЦСИ, 190020, С.-Петербург, ул. Циолковского, 11

i -556 3

Актуальность исследования

Физиологическая роль серотонинергической системы мозга сводится к регуляции пищевого и полового поведения, температуры тела, сна, настроения, тревожности, реакций сердечно-сосудистой системы. Особое значение имеет участие системы серотонина в возникновении галлюцинаций и других психотических проявлений, на чем основано создание лекарственных средств с антипсихотической направленностью, механизмом действия которых является воздействие на рецепторы серотонина [Раевский К.С., 2002]. В настоящее время выделяют три основных семейства рецепторов серотонина - 5-HTi (включая 5-HTiA, ib, ic, id), 5-HT2 (бывшие 5-HT-D рецепторы) и 5-JiT3 (бывшие 5-НТ-М рецепторы). Если описывать более детально, подтипов рецепторов серотонина гораздо больше, по крайней мере, их семь. Они имеют разную локализацию в центральной нервной системе, по-разному связываются с аденилатциклазой и G-белками, многие из них реконструированы с помощью генноинженерных методов и охарактеризованы с помощью различных (избирательных) фармакологических веществ по количественным показателям связывания. Физиологическая роль отдельных подтипов рецепторов серотонина не всегда ясна [Missale et al., 1998].

Начиная с 1960-х считалось, что серотонин участвует в регуляции положительно окрашенных эмоций. Это доказывается инициацией самостимуляции мозга при вживлении электродов в ядра шва среднего мозга, которые дают начало восходящим серотонинергическим проекциях, идущим в передние отделы больших полушарий. Проекции системы серотонина локализуются в том числе на дофаминергических терминалях и соме нейронов, регулируя высвобождение дофамина из пресинаптических депо. Указанный факт предполагает, что дофамини серотонинсодержащие системы нейронов могут принимать участие в однотипных реакциях организма [Шабанов П.Д. и др., 2002]. Ранее было показано, что дофаминергическая система мозга формируется в определенные периоды онтогенеза, которые наиболее уязвимы для воздействия экзогенных факторов, включая селективные дофаминергические нейротоксины, к числу которых относят 6-гидроксидофамин [Мещеров Ш.К., 2001; Шабанов П.Д. и др., 2002, 2003]. У крыс эти периоды захватывают последний триместр беременности и первые 2-2,5 недели постнатального развития. В то же время известно, что дофамин опосредует определенные типы поведения, включая двигательную активность, эмоции, мотивации, ротационное поведение, подкрепление, процессы обучения и памяти [Раевский К.С. и др., 1998; Лебедев А.А. и др., 2002]. Сопоставление участия се-ротонина и дофамина в этих реакциях проводилось только для определенных видов поведения.

Цель исследования

Нейрофармакологический анализ участия серотонинергической системы в формировании подкрепляющих механизмов головного мозга в онтогенезе у крыс.

Задачи исследования:

1) разработать адекватную экспериментальную модель на крысах, позволяющую оценить участие серотонинергической системы в эффектах психостимуляторов на мозговые механизмы подкрепления;

2) исследовать эффекты психостимуляторов у половозрелых крыс с разрушением серотонинергических терминалей в раннем постнатальном периоде;

3) провести нейрофармакологический анализ участия нейромедиаторных систем мозга в механизмах подкрепления после разрушения серотонинергиче-ской системы в раннем онтогенезе;

4) исследовать биохимические механизмы формирования предрасположенности к действию психостимуляторов путем определения содержания дофамина, норадреналина, серотонина и их метаболитов (диоксифенилуксусной, го-мованилиновой, 5-гидроксииндолуксусной кислот) в ткани мозга после избирательного разрушения серотонинергических терминалей в раннем онтогенезе.

Научная новизна

Выявление критических периодов развития серотонинергической системы мозга является важным вкладом в решение проблемы развития химической зависимости от наркогенов психостимулирующей направленности и галлюциногенов. В работе продемонстрировано, что у крыс наиболее уязвимым периодом, значимым для формирования эмоционального поведения в онтогенезе, являются первые 2,5 недели постнатального развития. Для исследования этих периодов был выбран избирательный серотонинергический нейротоксин 5,7-дигидрокситриптамин (5,7-ДГТ), который вводили в первые 4-17 дней постнатального развития новорожденным крысятам с оценкой эмоциональных форм поведения у половозрелых животных. Полученные данные указывают, что система серотонина регулирует преимущественно реакции тревоги, агрессии, памяти и подкрепления. Степень участия серотонинергической системы мозга в обеспечении эмоционального подкрепления психостимуляторов сопоставима с таковой дофаминергической системы. Это доказывается еще и тем, что в настоящее время серотонинергические антидепрессанты (ципрамил, сертралин, пароксетин, флуоксетин, флувоксамин и др.) активно и с успехом используют для лечения наркотической зависимости от психостимуляторов [Шабанов П.Д., 2003].

Научно-практическая значимость В результате проведенных исследований получены принципиально новые данные о роли системы моноаминов (серотонина и дофамина) в механизмах мозгового подкрепления, «критических» периодах формирования подкрепляющих систем мозга и их значении для формирования лекарственной зависимости от психостимуляторов и наркогенов с галлюциногенным действием (фенамин, ди-метоксиметамфетамин). Главным результатом экспериментальных исследований явилось выявление периодов наибольшей уязвимости для формирования подкрепляющих систем у крыс. Таким периодом являются первые 17 дней после рождения, когда происходят основные процессы синаптогенеза. Введение нейроток-сина 5,7-дигидрокситриптамина в этот период приводит к изменению чувствительности серотонинергической системы к действию психостимуляторов у взрослых (половозрелых) животных. Это проявляется повышенной тревожностью, агрессивностью, гиперактивностью, измененными показателями самостимуляции. Значимыми структурами в этом процессе являются ядра шва, прилежащее ядро, вентральная область покрышки и медиальная префронтальная кора. Именно в этих структурах происходит замедление обмена дофамина и серотонина (изменение содержания медиаторов и снижение индекса метаболиты/медиатор). Отмеченные изменения в определенной степени могут быть компенсированы использованием различных фармакологических средств. Данные принципиально важны для представлений о формировании механизмов лекарственной зависимости от психостимуляторов, механизмах девиантного поведения подростков, избыточной агрессивности пациентов, употребляющих психостимуляторы с немедицинскими целями.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Серотонинергическая система мозга участвует в механизмах формирования двигательного и эмоционального поведения крыс в раннем онтогенезе. Она в значительной степени ответственна за формирование тревожности, агрессивного поведения, кратковременной памяти и механизмов подкрепления. Близкая к ней по локализации и функциям дофаминергическая система в большей степени определяет формирование двигательного, ротационного, стереотипного поведения и безусловные формы подкрепления у крыс. Двигательные и эмоциональные нарушения поведения у крыс, обусловленные введением сетонинергического нейротоксина 5,7-дигидрокситриптамина в раннем (4-17 день) постнатальном периоде в большей степени характерны для самцов, чем для самок.

2. Введение избирательных нейротоксинов, вызывающих дегенерацию дофа-минергических и серотонинергических терминалей, в раннем онтогенезе снижает подкрепляющие свойства самостимуляции латерального гипоталамуса у взрослых крыс, что связано с нарушением обмена этих моноаминов в лимбических структурах мозга (прилежащем ядре, вентральной области покрышки и медиальной префронтальной коре).

3. Механизмы безусловного (первичного) подкрепления вовлекают разные подтипы рецепторов дофамина и серотонина. Нейрофармакологический анализ показывает, что для реализации механизмов безусловного подкрепления (самостимуляции) наиболее значимы Di и D2 рецепторы дофамина и рецепторы серотонина. Блокада данных рецепторов угнетает или сглаживает активирующие действие психостимуляторов (фенамин, диметоксиме-тамфетамин) на самостимуляцию латерального гипоталамуса. В механизме активирующего действия психостимуляторов амфетаминового типа на самостимуляцию определяющее значение имеет ускорение обмена дофамина и серотонина в прилежащем ядре, стриатуме и в меньшей степени медиальной префронтальной коре. Систему норадреналина при этом следует оценить как наиболее инертную.

Реализация результатов работы Материалы исследования используются в лекционном курсе кафедры фармакологии Военно-медицинской академии имени С.М.Кирова, кафедры наркологии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования МЗ РФ, кафедры нервных болезней и психиатрии и кафедры специализированной терапии Института медицинского образования Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого, вошли в грантовые разработки Российского фонда фундаментальных исследований (№01-04-48824 и 01-04-49073). Работа выполнена в соответствии с плановыми научно-исследовательскими разработками Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова.

Апробация и публикация материалов исследования Материалы, вошедшие в диссертацию, доложены на II конференции молодых ученых России «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (Москва, 2001); конференции молодых ученых и студентов с международным участием «Актуальные вопросы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2001); научной конференции «Актуальные вопросы эндокринологии» (Пермь, 2002); конференции «Нейроиммунология — исследования, клиника, лечение» (Санкт

Петербург, 2002); Второй Российской конференции «Нейроиммунопатология» (Москва, 2002) 6-й Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2002); конференции «Цитокины, воспаление, иммунитет» (Санкт-Петербург, 2002); конференции «Новые биокибернетические и те-лемедициннские технологии XXI века для диагностикик и лечения заболеваний человека» (Петрозаводск, 2002); научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» (Санкт-Петербург, 2002); 33-м конгрессе международного общества психонейро-эндокринологии (Пиза, Италия, 2003); международном семинаре «The Progress at Biotechnology and Neurobiology - Integrative Medicine» (Хургада, Египет, 2004). По теме диссертации опубликованы 14 работ, включая 2 статьи и 12 тезисов.

Апробация диссертации прошла на совместном заседании кафедры фармакологии и патологической физиологии Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова МО РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований (включающей 4 раздела), обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, иллюстрирована 10 рисунками и 16 таблицами. Библиографический указатель содержит 237 наименований, в том числе 69 отечественных и 168 иностранных.

ВЫВОДЫ

1. Серотонинергическая система мозга участвует в механизмах формирования двигательного и эмоционального поведения крыс в раннем онтогенезе. Она в значительной степени ответственна за формирование тревожности, агрессивного поведения, кратковременной памяти и механизмов подкрепления.

2. Двигательные и эмоциональные нарушения поведения у крыс, обусловленные введением сетонинергического нейротоксина 5,7-дигидрокситрипта-мина в раннем (4-17 день) постнатальном периоде в большей степени характерны для самцов, чем для самок.

3. Введение избирательных нейротоксинов, вызывающих дегенерацию дофа-минергических и серотонинергических терминалей, в раннем онтогенезе снижает подкрепляющие свойства самостимуляции латерального гипоталамуса у взрослых крыс, что связано с нарушением обмена этих моноаминов в лимбических структурах мозга (прилежащем ядре, вентральной области покрышки и медиальной префронтальной коре).

4. Механизмы безусловного (первичного) подкрепления вовлекают разные подтипы рецепторов дофамина и серотонина. Нейрофармакологический анализ показывает, что для реализации механизмов безусловного подкрепления (самостимуляции) наиболее значимы D] и D2 рецепторы дофамина и рецепторы серотонина. Блокада данных рецепторов угнетает или сглаживает активирующие действие психостимуляторов (фенамин, диметоксиме-тамфетамин) на самостимуляцию латерального гипоталамуса.

5. В механизме активирующего действия психостимуляторов амфетаминово-го типа на самостимуляцию определяющее значение имеет ускорение обмена дофамина и серотонина в прилежащем ядре, стриатуме и в меньшей степени медиальной префронтальной коре. Систему норадреналина при этом следует оценить как наиболее инертную. .

6. Сравнение функционального значения дофаминергической и серотонинергической систем мозга показывает, что первая из них ответственна за формирование двигательного, ротационного, стереотипного поведения и безусловных форм подкрепления, тогда как серотонинергическая система в большей степени определяет уровень тревожности, регулирует систему агрессия-защита, формирование кратковременной памяти и условные формы подкрепления у крыс.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Методически оправданным в изучении функционирования подкрепляющих систем является использование нейротоксинов избирательного действия, к каковым относят 5,7-дигидрокситриптамин и 6-гидроксидофамин. Введение нейротоксинов в ранний постнатальный период позволяет выделить «критические» периоды формирования подкрепляющих систем мозга. У крыс они охватывают первые 2,5 недели жизни. Именно в этот период закладывается структурно-функциональная организация подкрепляющих систем мозга.

При сходстве функций серотонинергической и дофаминергической систем мозга они все же дифференцированы по основным функциональным признакам. Если дофаминергическая система мозга ответственна за формирование двигательного, ротационного, стереотипного поведения и безусловных форм подкрепления, то серотонинергическая система в большей степени определяет уровень тревожности, регулирует систему агрессия-защита, формирование кратковременной памяти и условные формы подкрепления. Это необходимо учитывать при изучении эмоциогенных механизмов мозга.

Полученные данные об определяющем значении серотонинергической и дофаминергической систем мозга в формировании эмоционального поведения в раннем онтогенезе создает реальные предпосылки для поиска средств фармакологической коррекции эмоциональных расстройств с помощью препаратов, влияющих на моноаминергические системы мозга.