АННОТАЦИЯ
Проект посвящен исследованию процессов взаимоСОдействия распределенных компонентов функциональных систем поведенческих актов и базируется на основе системно-эволюционного подхода (Швырков, 2006) и теории функциональных систем (Анохин, 1973), которые предполагают, что функциональные системы поведенческих актов (совокупности кооперативно действующих элементов организма разной морфологической принадлежности) включают компоненты не только нервной системы, но и других органов и тканей. В первый год реализации проекта проведены пилотажные эксперименты с отработкой методов синхронизированного измерения активности нейронных и висцеральных компонентов функциональных систем поведенческих актов при научении индивидами новому или реализации уже сформированного поведения. Для характеристики сложности нелинейной динамики анализируемых электрофизиологических сигналов разработано программное обеспечение с реализацией алгоритмов расчета показателей энтропии (аппроксимированная, выборочная, перестановочная) и размерностей (корреляционная, фрактальная) у заданного сигнала. Получено Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «HeartRate - Analyzer» № 2019612519 (21 февраля 2019 г.). В рамках первой экспериментальной серии, организованной с целью определение динамики согласованности мозговой активности и активности сердца при реализации сформированного поведения с разными системными характеристиками, была подготовлена методика предъявления аналитических и холистических задач, синхронизированная с регистрацией ЭЭГ и ЭКГ. С использованием данной методики были проведены измерения на выборке (N = 52) аналитичных и холистичных субъектов (тип ментальности определялся предварительно по шкале аналитичности–холистичности AHS (Апанович и др., 2017)) в возрасте от 18 до 35 лет. Проведеный предварительный анализ данных (баллов по шкале аналитичности–холистичности, времени ответа (по каждой серии отдельно, также с учётом "контрольной" серии, предполагавшей быстрый ответ на предъявление сигнала), а также правильности) показал, что холистичные субъекты решают задачу (любого типа) быстрее, но в аналитической задаче между ними и аналитичными субъектами эти различия менее выражены, так как аналитичные субъекты быстрее решают аналитическую задачу, чем холистическую. В рамках второй экспериментальной серии, организованной с целью определения динамики согласованности суммарной активности мозга и активности сердца при формировании нового поведения, проведена отработка протокола операционного инвазирования электродов для синхронизированной регистрации ЭЭГ и ЭКГ сигналов у крыс в поведении, и проведены пилотажные эксперименты с синхронизированной регистрацией ЭЭГ и ЭКГ сигналов в процессе научения индивидов (крысы породы Long-Evans, n=5) инструментальному пищедобывательному поведению. Проведенный анализ оценок сложности активности нейронного и висцерального компонентов функциональных систем поведенческих актов по мере формирования нового поведения показал достоверное увеличение сложности для суммарной нейронной активности в моторной и зрительной областях коры головного мозга, достоверное увеличение дисперсии оценок сложности суммарной нейронной активности в области рестросплениальной коры и отсутствие достоверных изменений в динамике висцеральной активности (оцениваемой по активности сердца). В рамках третьей экспериментальной серии, организованной с целью анализа процессов согласования нейронного и висцерального компонентов функциональных систем, обеспечивающих реализацию поведения, сформированного относительно ранее и позднее в индивидуальном развитии, проведена отработка протокола операционного инвазирования пучка множественных электродов (стереотродов) в цингулярную кору кроликов и хронической регистрации активности одиночных нейронов. В рамках четвертой экспериментальной серии, организованной с целью определения динамики согласования нейронных компонентов функциональных систем, морфологически принадлежащих структурам мозга разного филогенетического возраста (поскольку по аналогии с соотношением нейронных и висцеральных процессов, существуют процессы согласования компонентов функциональных систем, анатомически локализованных в рамках нервной системы, но принадлежащих структурам разного филогенетического возраста и развивающимся, соответственно, на разных стадиях онтогенеза), проведены эксперименты с обучением животных и последующим иммуногистохимическим анализом для выявления числа и топографии распределения Fos-позитивных нейронов в структурах мозга разного филогенетического возраста. Экспериментальную схему обучения животных разделили на этапы: многоэтапное обучение взаимодействию с инструментом на первой стороне клетки с помощью лап; обучение взаимодействию с другим инструментом вибриссной подушкой на той же стороне клетки; обучение взаимодействию с инструментом на второй стороне клетки с помощью лап. Проведенный детальный анализ поведения животных с построением кривых научения навыкам показал, что длина траектории движения в центральной зоне арены обратно коррелирует с замиранием и латентным периодом до начала движения после предъявления нового объекта. Этот паттерн негативно сказывается на эффективности обучения: например, экологически оправданное замирание (при неожиданном и резком предъявлении нового объекта) прямо коррелирует с показателями эффективности обучения. Получена обратная взаимосвязь между поведенческой активностью в центральной зоне арены в тесте «открытое поле» и нейрогенетической активностью в прелимбической коре после обучения.
ЦИТАТА
Бахчина, А.В. Определение общеорганизменных закономерностей системной организации процессов научения и актуализации индивидуального опыта / А.В. Бахчина отчет по НИР № 18-78-10114 (Российский научный фонд)
