Ультразвуковая вокализация и ее информативные параметры у животных и человека
Аннотация
Впервые обнаружено, что ультразвуковая вокализация в состоянии покоя характерна всем исследо-
ванным нами лабораторным животным (мыши, крысы, хомяки, морские свинки, кролики, мини-свиньи,
обезьяны), а также человеку. У людей эти феномены УЗВ ярче проявляются при физической и пси-
хоэмоциональной нагрузке. Наиболее адекватными животными, используемыми в качестве биомоде-
лей в экспериментах по оценке функционального состояния методом анализа УЗВ, вероятно, являют-
ся хомяки и крысы. Ультразвук мышей характеризуется преобладанием частот в диапазонах 20-30 кГц
и 45-60 кГц. Для кроликов, мини-свиней и хомяков характерна ультразвуковая вокализация частотой
20-25 кГц, в меньшей степени - 35 кГц; также хомяки способны излучать ультразвук частотой прибли-
зительно 55 кГц. Основная частотная составляющая ультразвука макак резусов, крыс и морских свинок
лежит в диапазоне 30-50 кГц с пиком в области 37-42 кГц. Спектральная плотность мощности ультра-
звука человека при физической нагрузке содержит пики небольшой амплитуды на частотах, приблизи-
тельно равных 20 кГц, 45, 55 кГц; также отмечается плато в диапазоне 60-80 кГц. Доминирование УЗВ
в диапазоне 20-30 кГц отображает дистрессорное состояние, тогда как 50-55 кГц характеризуют, в за-
висимости от перераспределения характеристик спектральной плотности мощности, комфортное или
дискомфортное состояние. Эти проявления характерны для всех исследованных нами животных и чело-
века. Общая тенденция спектрограммы УЗВ человека характеризуется плавным гиперболическим сни-
жением мощности сигнала по мере возрастания частоты. Способность человека и животных генериро-
вать ультразвуковые колебания в сопоставимых диапазонах частот позволяет использовать информа-
тивные параметры УЗВ для экстраполяции результатов исследований на лабораторных животных в от-
ношении человека.
ванным нами лабораторным животным (мыши, крысы, хомяки, морские свинки, кролики, мини-свиньи,
обезьяны), а также человеку. У людей эти феномены УЗВ ярче проявляются при физической и пси-
хоэмоциональной нагрузке. Наиболее адекватными животными, используемыми в качестве биомоде-
лей в экспериментах по оценке функционального состояния методом анализа УЗВ, вероятно, являют-
ся хомяки и крысы. Ультразвук мышей характеризуется преобладанием частот в диапазонах 20-30 кГц
и 45-60 кГц. Для кроликов, мини-свиней и хомяков характерна ультразвуковая вокализация частотой
20-25 кГц, в меньшей степени - 35 кГц; также хомяки способны излучать ультразвук частотой прибли-
зительно 55 кГц. Основная частотная составляющая ультразвука макак резусов, крыс и морских свинок
лежит в диапазоне 30-50 кГц с пиком в области 37-42 кГц. Спектральная плотность мощности ультра-
звука человека при физической нагрузке содержит пики небольшой амплитуды на частотах, приблизи-
тельно равных 20 кГц, 45, 55 кГц; также отмечается плато в диапазоне 60-80 кГц. Доминирование УЗВ
в диапазоне 20-30 кГц отображает дистрессорное состояние, тогда как 50-55 кГц характеризуют, в за-
висимости от перераспределения характеристик спектральной плотности мощности, комфортное или
дискомфортное состояние. Эти проявления характерны для всех исследованных нами животных и чело-
века. Общая тенденция спектрограммы УЗВ человека характеризуется плавным гиперболическим сни-
жением мощности сигнала по мере возрастания частоты. Способность человека и животных генериро-
вать ультразвуковые колебания в сопоставимых диапазонах частот позволяет использовать информа-
тивные параметры УЗВ для экстраполяции результатов исследований на лабораторных животных в от-
ношении человека.
Об авторах
Н. Н. Каркищенко
Научный центр биомедицинских технологий РАМН, Московская область
Россия
Россия
Ю. В. Фокин
Научный центр биомедицинских технологий РАМН, Московская область
Россия
Россия
Д. С. Сахаров
Научный центр биомедицинских технологий РАМН, Московская область
Россия
Россия
В. Н. Каркищенко
Научный центр биомедицинских технологий РАМН, Московская область
Россия
Россия
Г. Д. Капанадзе
Научный центр биомедицинских технологий РАМН, Московская область
Россия
Россия
Д. Б. Чайванов
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва
Россия
Россия
Список литературы
1. Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Осно- вы взаимодействия ультразвука с био- логическими объектами. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана. - 2005. - с. 224.
2. Каркищенко Н.Н. Альтернати- вы биомедицины. Т. 2. Классика и аль- тернативы фармакотоксикологии. - М.: Изд-во ВПК. - 2007. - с. 448.
3. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях / под ред. Н.Н.Каркищенко, С.В.Грачева. - М.: Профиль-2С. - 2010. - с. 358.
4. Каркищенко Н.Н. Фармакология системной деятельности мозга. - Ростов- на-Дону:Ростиздат.- 1975. - с. 260.
5. Фокин Ю.В., Каркищенко В.Н. Вокализация крыс в ультразвуковом ди- апазоне как модель оценки стрессового влияния обездвиживания, электрокож- ного раздражения, физической нагрузки и фармакодинамики лекарств // Биоме- дицина. - 2010. - № 5. - с. 17-21.
6. Blumberg M.S., Sokoloff G. Do infant rats cry? // Psych Rev 108:83-95. - 2001.
7. Caldji C., Tannenbaum B., Sharma S., Francis D., Plotsky P.M., Meaney M.J. Maternal care during infancy regulates the development of neural systems mediating the expression of fearfulness in the rat // Proc Natl Acad Sci USA. - 1998. 95. - 5335-40.
8. Gourbal B.E.F., Barthelemy M., Petit G., Gabrion C. Spectrographic analysis of the ultrasonic vocalizations of adult male and female Balb/c mice // Naturwissenschaften. - 2004. - 91:381- 385.
9. Groenink L., Verdouw P.M., Ruud van Oorschot, Olivier B. Models of Anxiety: Ultrasonic Vocalizations of Isolated Rat Pups // Current Protocols in Pharmacology, UNIT 5.18 / http://www.currentprotocols. com/protocol/ph0518?quicktabs_cp=toc, December. - 2008.
10. Hashimoto H., Moritani N., Aoki-Komori S., Tanaka M., Saito T.R. Comparison of ultrasonic vocalization emitted by rodent pups // Exp Anim., - 2004. - 53:409-416.
11. Knutson B., Burgdorf J., Panksepp J. Ultrasonic vocalizations as indices of affective states in rats // Psychol Bull. - 2002. - 128:961-977.
12. Panksepp J., Burgdorf J. «Laughing» rats and the evolutionary antecedents of human joy? // Physiology and Behavior. - 2003. - 79. 533-47.
13. Portfors C.V. Types and functions of ultrasonic vocalizations in laboratory rats and mice // J Am Ass Lab An Sci. - 2007. - Vol. 46. - No. 1. - pp. 28-34.
14. SanchezC.Stress-induced vocalization in adult animals. A valid model of anxiety? // Eur J Pharmacol. - 2003. - 28;463(1-3):133-43.
15. WeberM.,PaxinosG., Richardson R. Conditioned Changes in Ultrasonic Vocalisations to an Aversive Olfactory Stimulus are Lateralized in 6-Day-Old Rats // http://www2.psy. unsw.edu.au/Users/rrichardson/PDF/ WeberPaxinosRichardson2000.pdf,ed. -2000.
16. WhiteN.R.,PrasadM., Barfield R.J., Nyby J.G. 40- and 70-kHz vocalizations of mice (Mus Musculus) during copulation // Physiology and Behavior, 63 (43), 467-473.
17. 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.
18. Wöhr M., Houx B., Schwarting R.K.W., Spruijt B. Effects of experience and context on 50-kHz vocalizations in rats // Physiology and behavior. - 2008. - 93. - pp. 766-776.
19. Wöhr M., Rainer K.W. Schwarting Ultrasonic vocalizations as a tool for research on emotion and motivation in rodents // http://www.avisoft.com/rats.htm. - 2010.
20. Yang Liu, James A. Cotton, Bin Shen, Xiuqun Han, Stephen J. Rossiter, Shuyi Zhang. Convergent sequence evolution between echolocating bats and dolphins // Current Biology - 2010. - 20(2) - pp. R53-R54.
21. Yang Liu, Stephen J. Rossiter, Xiuqun Han, James A. Cotton, Shuyi Zhang. Cetaceans on a Molecular Fast Track to Ultrasonic Hearing // Current Biology - 2010. - 20(20) - pp. 1834-1839.
22. Yang Liu, Zhen Liu, Peng Shi, Jianzhi Zhang. The hearing gene Prestin unites echolocating bats and whales // Current Biology - 2010. - 20(2) - pp. R55-R56.
23. Zippelius H.M., Schleidt W.M. Ultraschall-Laute bei jungen Mäusen // Naturwissenschaften - 1956. - 43, 502.
Рецензия
Для цитирования:
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(1):4-23.
Просмотров: 108
Послать статью по эл. почте 
