ИСТИНА

Проект направлен на исследование влияния различных видов ионизирующей радиации на базовые функции центральной нервной системы, обеспечивающие операторскую деятельность человека в условиях космического полета. В модельных экспериментах на обезьянах будут исследованы аналоги таких функций, обеспечивающие выполнение животными ряда зрительно-моторных задач. После воздействия ионизирующей радиации будет исследовано выполнение обезьянами пространственно затрудненной оперантной задачи. В двух парадигмах, модулирующих степень вовлечения внимания в процесс генерации зрительно-вызванных саккад, будут исследованы амплитудно-временные параметры саккад и время мануальных реакций после воздействия ионизирующей радиации. При локальном облучении гиппокампа и префронтальной коры будут исследованы возможные дисфункции рабочей памяти с использованием парадигмы выполнения саккад по памяти. Результаты исследований позволят качественно и количественно оценить влияние ионизирующей радиации на различные виды зрительно-моторной деятельности у обезьян, а также выдвинуть предположения о возможных нарушениях операторской деятельности у человека, вызванных радиационными воздействиями.

У обезьян будет выработан пищевой инструментальный рефлекс, при осуществлении которого животные будут совершать зрительно-вызванные саккады. В контрольных сериях (до облучения) будут получены данные по характеристикам зрительно-вызванных саккад (ЛП, амплитуда, точность) к периферическим стимулам разного эксцентриситета в зрительном поле, а также показатели условнорефлекторной деятельности (доля правильных реакций, ЛП мануальных реакций). После облучения мозга обезьян пучком протонов в тестовых сериях будут получены данные по характеристикам зрительно-вызванных саккад и показатели условнорефлекторной деятельности. Предполагается, что в результате облучения произойдет незначительное ухудшение глазодвигательных и поведенческих показателей. После облучения мозга обезьян пучком ТЗЧ 56Fe ионов будут протестированы характеристики зрительно-вызванных саккад и показатели условнорефлекторной деятельности. После облучения ТЗЧ ожидается значительное ухудшение глазодвигательных и поведенческих показателей. Такая динамика будет отражать дисфункции систем контроля и исполнительных систем глазодвигательного поведения. Также предполагается, что радиационные воздействия приведут к увеличению ЛП и снижению скорости мануальных реакций, что также будет свидетельствовать о дисфункциях систем контроля поведения и исполнительных систем. Причем такие эффекты будут более выражены после обучения ТЗЧ. После обучения протонами негативная динамика процессов сброса/вовлечения внимания при использовании двух временных схем предъявления периферических стимулов (GAP и OVERLAP) будет отражаться незначительным увеличением ЛП саккад в обеих схемах стимуляции. Еще большее ухудшение процессов внимания ожидается после облучения ТЗЧ, что приведет к значительному увеличению ЛП саккад. Для исследования зрительной рабочей пространственной памяти две обезьяны будут обучены совершать сакады по памяти. Успешность выполнения подобной мнемической задачи оценивают по доле релевантных саккад (т.е. совершаемых в направлении запомненных стимулов), их точности и ЛП относительно запускающего сигнала. При облучении протонами ожидаются незначительные дисфункции рабочей пространственной памяти, заключающиеся в уменьшении доли релевантных саккад, снижении из точности и увеличении ЛП. Предполагается, что при облучении ТЗЧ 56Fe ионами подобные дисфункции окажутся более выраженными. В исследованиях пространственного восприятия и манипуляторной деятельности в периперсональном пространстве будут использованы две обезьяны. Будут проведены эксперименты по оценке успешности выполнения оперантной задачи по извлечению приманки в пространственно затрудненных условиях. Предполагается, что после радиационного облучения время выполнения задачи и количество ошибок будут увеличиваться. Причем наиболее выраженные ухудшения оперантной деятельности будут отмечаться после облучения ТЗЧ. В мировой научной практике заявленные в проекте междисциплинарные исследования на стыке физиологии поведения, нейрофизиологии, когнитивной нейронауке и радиобиологии будут проведены впервые. Задачи проекта будут решаться при участии коллективов кафедры высшей нервной деятельности Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, лаборатории сенсорных систем Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН и Лаборатории радиационной биологии международного Объединенного Института Ядерных Исследований (г. Дубна).

На модели паркинсонизма у обезьян показано адекватное применение пространственно затрудненной оперантной задачи, состоящей в манипулировании руками в периперсональном пространстве с целью достижения подкрепления, для исследования сложных произвольных манипуляторных действий. У обезьян с МФТП-индуцированным синдромом выявлено существенно большее число ошибок и значительное увеличение времени выполнения задачи по сравнению с нормативными показателями. Также у этих обезьян при исследовании зрительно-вызванных саккад, совершаемых в пределах широкого поля зрения, показано существенное увеличение ЛП и снижение точности выполнения саккад. Причем эти нарушения имели градиентный характер в зависимости от эксцентриситета целевых стимулов. Аналогичные нарушения глазодвигательного поведения были получены и при использовании подобной методики для диагностики и контроля лечения у пациентов с болезнью Паркинсона. В исследованиях зрительно-вызванных саккад в парадигмах GAP и OVERLAP у обезьян и человека при моделировании пространственно-временной сложности зрительной среды показано существенное влияние сложности среды на параметры глазодвигательных реакций, отражающих динамику зрительного внимания. Применение подходов и методов для исследования нарушения поведения, глазодвигательных и зрительных функций при радиационных воздействиях в заявляемом проекте обосновано результатами предыдущих исследований исполнителей проекта. В них продемонстрирована адекватность и эффективность таких подходов для исследования других поведенческих и двигательных патологий, в частности, при паркинсонизме.