1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Обучение животных связано с выработкой у них условных рефлексов. Крысы, например, довольно быстро обучаются находить нужное место, если там их ждет пища. Практически также легко животные усваивают, что не нужно заходить в клетку, где их может ударить электрическим током. И в том и в другом случае у крыс вырабатывается условный рефлекс, разница лишь в эмоциях, какими сопровождается обучение, — приятными или неприятными. Как говорят физиологи, в первом случае «работает» положительное подкрепление, во втором — отрицательное. На первый взгляд результат одинаков, но, как показали эксперименты, биохимический механизм условных рефлексов в этих двух случаях существенно отличается.

На крысах был проделан очень тонкий эксперимент, который позволил установить четкую взаимосвязь между работой мозга и испытываемыми животными эмоциями. Исследования последних лет показали, что обучение и память у животных тесно связаны с уровнем в клетках мозга таких важных веществ, как амины. Серотонин и норадреналин — оба эти вещества относятся к классу биогенных аминов — выполняют важную функцию. Они служат медиаторами нервной системы, то есть их действие связано с передачей возбуждения от одной нервной клетки к другой, от нервного окончания к рабочему органу. Если заблокировать синтез медиаторов в мозгу, то нервная система не сможет нормально работать и, как предположили исследователи, будут нарушены все процессы, связанные с памятью, в том числе обучение и выработка условных рефлексов.

В проведенном эксперименте удалось каждый раз по очереди исключать действие одного из двух медиаторов. В первом опыте выключался медиатор серотонин (животному вводили вещество, которое практически полностью блокирует синтез серотонина в мозгу). В этом случае у крыс совсем не вырабатывается рефлекс на пищу, то есть на положительное подкрепление. Совсем другая картина наблюдалась, когда в этом опыте вырабатывали рефлекс на боль, то есть на отрицательное подкрепление. Условный рефлекс активного избегания при отсутствии серотонина в мозгу вырабатывался почти в 2 раза легче, чем у контрольной группы животных.

Во втором опыте выключали другой медиатор — норадреналин. Результат этого опыта был прямо противоположный: реакция крыс, связанная с положительными эмоциями, с положительным подкреплением, оставалась такой же, как в контроле. Зато отсутствие норадреналина резко влияло на выработку условного рефлекса с отрицательным подкреплением - рефлекс активного избегания у крыс в этом случае практически не вырабатывался.

Этот опыт показал, что выработка условного рефлекса зависит от наличия медиатора, с одной стороны, а с другой — от эмоций, которые сопровождают процесс обучения. Ученые предполагают, что амины, к которым относятся медиаторы, служат как бы связующим биохимическим звеном между эмоциями и процессами, основанными на памяти, иными словами, между эмоциональной и рациональной деятельностью животного.

Уже давно в опытах на животных было установлено, что передняя доля гипофиза (железа внутренней секреции, расположенная в нижнем мозговом придатке) вырабатывает адренокортикотропный гормон (сокращенно АКТГ). Этот гормон влияет на обучение, улучшает память, главным образом задерживает угасание выработанных навыков. Оказалось, что такими свойствами обладает не только сам гормон, но и его фрагменты, небольшие пептиды, состоящие из четырех — шести аминокислот (такие «короткие» пептиды гормональной активности уже не имеют).

Ближайшая задача, которую ставят перед собой физиологи,— выяснить, как работают АКТГ и его фрагменты, выяснить механизм их действия на память.

Исследователи из НИИ нормальной физиологии им П. К. Анохина РАМН изучали действие фрагмента АКТГ на обучение крыс в лабиринте по программе многократных переделок уже сложившегося навыка. Эта модель позволила получить сведения о характере обучения одних и тех же животных в норме и после воздействия фармакологического вещества. В опыте использовались всего девять породистых линейных крыс, которых предварительно некоторое время содержали без воды. В лабиринте на старте животное могло свободно выбирать путь налево или направо. Правильный выбор направления (временно - это была первая ветвь лабиринта) поощрялся: крыса получала немного воды. Постепенно крыса научилась выбирать именно это направление. После того как она бегала в нужную, сторону подряд несколько раз, ее поили до полного насыщения.

Опыт повторили через двое суток, но «правильную» сторону в лабиринте поменяли на противоположную. Если раньше водой поощряли за пробежку в правую ветвь лабиринта, то во второй раз крыса получала воду за пробежку влево. В начале переобучения крысы предпочитают ту сторону, где они раньше получали воду: в их памяти осталось, что вода их ждет справа. Только после десятого подкрепления животное окончательно переучивается и безошибочно выбирает нужную на этот раз сторону лабиринта.


Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Copyright ©, МЕДИЦИНА Научно-популярный журнал, 2012-1018. Все права защищены.