Роль нейромедиаторных систем мозга в генерации
ультразвуковой вокализации и ее корреляции
с поведением животных

Н. Н. Каркищенко; Ю. В. Фокин; В. Н. Каркищенко; Д. С. Сахаров; О. В. Алимкина

Роль нейромедиаторных систем мозга в генерации ультразвуковой вокализации и ее корреляции с поведением животных

Н. Н. Каркищенко, Ю. В. Фокин, В. Н. Каркищенко, Д. С. Сахаров, О. В. Алимкина

Полный текст:

PDF (Rus)

Аннотация

Исследовано влияние на ультразвуковую вокализацию (УЗВ) и её корреляцию с поведением крыс
изменения нейромедиаторного пейзажа, обусловленного накоплением ацетилхолина, норадреналина,
серотонина, дофамина и гамма-аминомасляной кислоты. Показано, что нейромедиаторы влияют на
характер проявления УЗВ за счет преобразования частотных характеристик и фактора спектральной
плотности мощности (фСПМ) УЗВ, что также коррелирует с изменением длительности различных по-
веденческих реакций животных. Среди поведенческих форм регистрировалась, в основном, иммоби-
лизация, уменьшение горизонтальной и вертикальной активности, длительности умывания, а также
различных, характерных для отдельных нейромедиаторов, движений. При накоплении того или иного
медиатора информативные параметры УЗВ имеют характерные для него признаки. Накопление аце-
тилхолина выражалось в повышении фСПМ колебаний частот 15-30 и 80-100 кГц в первые часы по-
сле введения. Накопление ГАМК выражалось аналогично ацетилхолину, кроме того, через 2 часа по-
сле введения отмечалось снижение фСПМ в «диапазоне покоя» (36-45 кГц). Накопление серотонина
выражалось в преобладании низких частот в УЗВ в первые 2 часа после введения, снижении фСПМ
в «диапазоне покоя», повышении высокочастотных УЗВ-колебаний через 4 часа и возвращении во-
кализации к исходным показателям через 6 часов. Накопление дофамина выражалось в повышении
низкочастотных УЗВ-колебаний на продолжении всего эксперимента, повышении высокочастотных
УЗВ-колебаний в первые 4 часа и снижении фСПМ в «диапазоне покоя». Накопление норадреналина
выражалось в виде повышения фСПМ в области 57, 68 кГц, а также в диапазонах 20-30 и 80-100 кГц.
При накоплении каждого из исследуемых нейромедиаторов изменения УЗВ на протяжении 24 часов
характеризовались многофазностью. Эффекты накопления ацетилхолина, серотонина и ГАМК сохра-
нялись в УЗВ и поведении и на следующие сутки, причём в значительной степени соответствовали эф-
фектам первых двух часов после введения препаратов. Сравнительное исследование УЗВ после изме-
нения нейромедиаторного пейзажа указывает на преимущественную роль серотонина в формировании
характерных и достоверных информативных проявлений УЗВ на частотах около 23-26 кГц, что хорошо
коррелирует с нормализацией и стабилизацией адекватных поведенческих реакций (горизонтальной
и вертикальной активности). Это позволяет считать, что именно серотонину принадлежит решающая
роль в формировании характерных УЗВ-откликов, отображающих четкую взаимосвязь с прочими это-
логическими показателями.
Influence on ultrasonic vocalization (USV) and its correlation with behaviour of rats of change of the
neuromediator landscape caused by accumulation of acetylcholine, noradrenaline, serotonin, dopamine
and gamma aminobutyric acid is investigated. It is shown that neuromediators influence on the character
of implication USV at the expense of transformation of frequency characteristics and the factor of spectral
density of power (fSDP) USV that also correlates with change of duration of various behavioural forms of
animals. Among behavioural forms were registered, basically, an immobilization, reduction of locomotion
and rearing, duration of grooming, and also various, characteristic for separate neuromediators, movements.
At accumulation of this or that mediator informative parameters USV have characteristic signs for it.
Acetylcholine accumulation was expressed in rising of fSDP fluctuations of frequencies 15-30 and 80-100 kHz
during the first hours after introduction. Accumulation GABA was expressed similarly to acetylcholine,
besides, in 2 hours after introduction depression of fSDP in «a rest range» (36-45 kHz) became perceptible.
Serotonin accumulation was expressed in prevalence of low frequencies in USV at the first 2 hours after
introduction, depression of fSDP in «a rest range», rising of high-pitched USV-fluctuations in 4 hours and
vocalization homing to initial an indicator in 6 hours. Dopamine accumulation was expressed in rising of
low-frequency USV-fluctuations on continuation of all experiment, rising of high-pitched USV-fluctuations at
the first 4 hours and depression of fSDP in «a rest range». Noradrenaline accumulation was expressed in the
form of rising fSDP in the field of 57, 68 kHz, and also in ranges 20-30 and 80-100 kHz. At accumulation of
each investigated neuromediators changes of USV throughout 24 hours were characterized by a multiphase.
Effects of accumulation of acetylcholine, serotonin and GABA remained in USV and behaviour and next days,
and substantially corresponded to effects of first two hours after introduction of preparations. Comparative
research USV after change of a neuromediator landscape specifies in a primary role of a serotonin in formation
of characteristic and authentic informative implications USV on frequencies about 23-26 kHz that well
correlates with normalization and stabilization of adequate behavioural forms (locomotion and rearing). It
allows considering, what exactly belongs to a serotonin a main role in formation of the characteristic USV-
responses displaying accurate interrelation with other behavioural indicators.
Key words: ultrasonic vocalization (USV) in rats; role of acetylcholine, serotonin, gamma aminobutyric
acid, dopamine and noradrenaline in effects of USV; informative parameters of pharmakodynamics neurotropic
means; spectral power density of USV; correlation of USV and behavior.