Картирование психоэмоциональных состояний животных и действия психотропных средств по параметрам ультразвуковой вокализации

Феномен ультразвуковой вокализации (УЗВ) характерен для различных лабораторных животных, широко используемых в биомедицинских исследованиях. Он тесно связан с особенностями функционального состояния центральной нервной системы животных, их психоэмоциональным статусом, особенностями реагирования на экстремальные воздействия, а также процессами зоосоциальной коммуникации. Указанные особенности позволили внедрить методику исследования УЗВ в практику биомедицинских исследований, ориентированных на моделирование различных заболеваний, патологических и саногенетических процессов, оценку эффективности психофармакологических средств. Целью настоящей статьи является раскрытие потенциала идентификации особенностей психофизических состояний лабораторных животных методом УЗВ. Представлена матрица идентификации эмоциональных состояний крыс на основе спектрального анализа их УЗВ.

1. Гаврилов В.В. Кооперация и ультразвуковая коммуникация у крыс. Когнитивные исследования. Вып. 7. Под ред. Д.В. Ушакова, А.А. Медынцева. М.: ИП РАН, 2017:81–91.

2. Гасанов М.Т., Фокин Ю.В., Люблинский С.Л., Алимкина О.В., Табоякова Л.А., Каркищенко В.Н. Доклинические исследования эффективности и безопасности комплекса биологически активных веществ, выделенных из мускуса кабарги сибирской, в липосомированной лекарственной форме. Биомедицина. 2022;18(4):48–62.

3. Громова Д.С., Павлова О.Н., Мякишева Ю.В., Попова Н.Р. Обзор подходов к моделированию расстройств аутистического спектра у животных и изучение эффективности моделей в биомедицинских исследованиях (обзор проблемы). Лабораторные животные для научных исследований. 2024;4:14–21.

4. Запекин С.Г., Шапошников К.В., Суслов Н.И., Кульпин П.В., Фёдорова Ю.С. Преимущества методики регистрации ультразвуковых вокализаций при исследовании анксиолитической активности фармакологических субстанций. Актуальные вопросы фундаментальной и клинической медицины. Сб. мат-лов конгресса молодых ученых. Томск, 2020:485–489.

5. Каркищенко В.Н., Фокин Ю.В., Чайванов Д.Б., Чудина Ю.А., Николаев А.А. Влияние транскраниальной низкочастотной электростимуляции головного мозга на спектральные характеристики ультразвуковой вокализации мини-свиней светлогорской популяции. Биомедицина. 2015;3:20–26.

6. Каркищенко В.Н., Фокин Ю.В., Шустов Е.Б. Анализ поведенческих характеристик и ультразвуковой вокализации лабораторных крыс при фармакологической коррекции их психоэмоционального состояния. Биомедицина. 2015;3:33–42.

7. Каркищенко Н.Н. Основы биомоделирования. М.: Изд-во ВПК, 2004:607.

8. Каркищенко Н.Н. Психоунитропизм лекарственных средств. М.: Медицина, 1993:208.

9. Каркищенко Н.Н., Фокин Ю.В., Каркищенко В.Н., Сахаров Д.С., Алимкина О.В. Роль нейромедиаторных систем мозга в генерации ультразвуковой вокализации и ее корреляции с поведением животных. Биомедицина. 2011;4:8–18.

10. Каркищенко Н.Н., Фокин Ю.В., Николаев А.А., Чудина Ю.А., Чайванов Д.Б., Емельянова А.Е. Информативные параметры ультразвуковой вокализации кроликов при высоко- и низкочастотной транскраниальной электростимуляции. Биомедицина. 2017;4:46–52.

11. Каркищенко Н.Н., Фокин Ю.В., Сахаров Д.С., Каркищенко В.Н., Капанадзе Г.Д., Чайванов Д.Б. Ультразвуковая вокализация и ее информативные параметры у животных и человека. Биомедицина. 2011;1:4–23.

12. Каркищенко Н.Н., Чайванов Д.Б., Фокин Ю.В. Рекомендации по устранению шумов при записи параметров ультразвуковой вокализации животных и человека. Вестник психофизиологии. 2012;1:45-47.

13. Лупанова А.С. Сравнительный анализ вокализаций диких и линейных домовых мышей (Mus musculus). Акустический журнал. 2024;70(S5):54.

14. Музыко Е.А., Лукина А.С., Карелина Д.А., Тарасов А.С., Перфилова В.Н., Фролов Е.М., Фролов М.Ю. Исследование поведенческих реакций и длительности ультразвуковой вокализации у крысят от стрессированных в период беременности самок. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2025;125(3):117– 123.

15. Нестерова Ю.В., Всяких О.В., Кульпин П.В., Поветьева Т.Н., Зюзьков Г.Н., Суслов Н.И., Жданов В.В., Лосев Е.А. Сравнительное исследование анксиолитической активности зонгорина в приподнятом крестообразном лабиринте и методом регистрации ультразвуковых вокализаций. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2024;177(5):612–616.

16. Пьявченко Г.А., Урываев Ю.В., Ноздрин В.И. Совместное применение комплексов LABORAS и SONOTRACK при исследовании поведенческих реакций у крыс. Ученые записки Орловского государственного университета. Сер.: Естественные, технические и медицинские науки. 2013;6:238–242.

17. Рига В.Д., Ребик А.А., Смирнов К.С., Сысоева О.В., Мидзяновская И.С. Ультразвуковая вокализация как маркер нарушений зоосоциального взаимодействия у крыс. Сб. тезисов XXVI научной школы — конференции молодых ученых по физиологии высшей нервной деятельности и нейрофизиологии. М., 2022:257-261.

18. Ситникова Е.Ю. Ультразвуковая вокализация лабораторных крыс как новый источник информации для экспериментатора. Нелинейная динамика в когнитивных исследованиях. Труды VIII Всеросс. конф. Нижний Новгород, 2023:146–147.

19. Фокин Ю.В. Применение анализа ультразвуковой вокализации лабораторных животных в биомедицинских и доклинических исследованиях: автореф. дисс. … канд. биол. наук. М.: НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН, 2014:28.

20. Фокин Ю.В., Берзина А.Г., Каркищенко В.Н., Алимкина О.В., Гамалея Н.Б. Влияние разных доз этанола на ультразвуковую вокализацию крыс. Биомедицина. 2015;1:45–53.

21. Фокин Ю.В., Каркищенко В.Н. Вокализация крыс в ультразвуковом диапазоне как модель оценки стрессового влияния обездвиживания, электрокожного раздражения, физической нагрузки и фармакодинамики лекарств. Биомедицина. 2010;5:17–21.

22. Knutson B., Burgdorf J., Panksepp J. Ultrasonic vocalizations as indices of affective states in rats. Psychol. Bull. 2002;128:961–977.

23. Liu Ya., Cotton J.A., Shen B., Han X., Rossiter S.J., Zhang Sh. Convergent sequence evolution between echolocating bats and dolphins. Current Biology. 2010;20(2):R53–R54.

24. Panksepp J., Burgdorf J. “Laughing“ rats and the evolutionary antecedents of human joy? Physiology and Behavior. 2003;79:533–547.

25. Portfors C.V. Types and functions of ultrasonic vocalizations in laboratory rats and mice. J. Am. Ass. Lab. An. Sci. 2007;46(1):28–34.

26. Sanchez C. Stress-induced vocalization in adult animals. A valid model of anxiety? Eur. J. Pharmacol. 2003;28(463(1–3)):133–143.

27. Wöhr M., Borta A., Schwarting R.K.W. Overt behavior and ultrasonic vocalization in fear conditioning paradigm: A dose-response study in the rat. Neurobio Learn Mem. 2005;84:228–240.

28. Zippelius H.M., Schleidt W.M. Ultraschall-Laute bei jungen Mäusen. Naturwissenschaften. 1956;43:502.