Предложен новый способ измерения мании у крыс

Оказалось, что у крыс можно отследить приподнятое маниеподобное состояние, наблюдая за их ультразвуковым диапазоном. Частота писка свыше 50 килогерц соответствует аффективному поведению как в ситуациях, связанных с повышенным аппетитом, так и при стимуляции D-амфетамином. После введения стабилизатора настроения частота звуковых сигналов снижалась. Подробности можно узнать в обзорной статье, опубликованной в журнале British Journal of Pharmacology.

Credit: public domain

Биполярное расстройство встречается у одного процента населения земного шара. Эта болезнь характеризуется цикличными периодами депрессии и мании. Часто случается так, что они принимает хроническое течение, и без лекарственной терапии, сглаживающей нестабильное настроение, не обойтись. Основные симптомы мании – энергичность, чрезмерная уверенность в себе, повышенное настроение вплоть до эйфории, хотя в некоторых случаях проявляются раздражительность и вспыльчивость. Снижается потребность в сне, также зачастую снижена и потребность в еде, люди совершают необдуманные поступки. Симптомы депрессии противоположны: ангедония (отсутствие желания чего-либо), апатия, дисфория, чрезмерная самокритика и постоянное чувство усталости. Сейчас уже доподлинно известно, что биполярным расстройством страдал Николай Гоголь.

В настоящее время не прекращается поиск эффективных препаратов. Для обнаружения новых мишеней используются биологические модели, то есть психоневрологические состояния воспроизводят на животных. Однако при исследованиях возникает такая проблема как субьективность выражения признаков определенного вида.

Как правило, в качестве моделей используются грызуны. Крысы выступают в этой роли чаще, потому что обладают достаточно широким поведенческим репертуаром, поэтому традиционно используются для изучения поведенческих эффектов фармакологических вмешательств.

Хотя биполярное расстройство может принимать различные формы, общий признак для них – циклическое повышение настроения и двигательной активности. Как правило, в исследованиях уделяется внимание измерению двигательной активности, но недостатком становится то, что гиперактивность наблюдается и при других психоневрологических расстройствах, таких как шизофрения или СДВГ. А вот достоверного валидированного способа измерять настроение у грызунов нет. 

Группа ученых Лювенского института (Бельгия) и Магбурского универститета Филиппа (Германия) под руководством Маркуса Вёра заинтересовалась этой темой и решила собрать обзорную статью, посвященную тому, как именно можно измерять повышенное настроение у крыс. Внимание ученых привлекли ультразвуковые вокализации, поэтому сначала исследователи хорошо проанализировали уже известные данные об ультразвуковых сигналах крыс. 

Анализ показал, что взрослые крысы выражают свое состояние с помощью двух типов ультразвуковых вокализаций (положительное или отрицательное). Эти вокализации находятся в диапазоне от 22 до 55 кГц. Крысы издают продолжительные низкие звуки в случае опасности действительной или потенциальной, например, при встрече с хищником. Более же короткие и высокие звуки выступают в качестве маркера благоприятных ситуаций, например при игре молодых особей и других положительных социальных взаимодействиях (а так же под действием психостимулирующих препаратов). 

График вокализаций крыс. (а) УЗВ с частотой 22 кГц, испускаемая взрослыми крысами во время реакции страха: после воздействия нескольких пар звукового сигнала и электрического шока. (b) 50 кГц УЗВ, испускаемая парой молодых крыс во время игры. Credit: Markus Wöhr / British Journal of Pharmacology 2021

Таким образом, эти сигналы взаимоисключащи, так как в определенный момент времени крыса способна выдавать только один сигнал, а сами звуки находятся на значительно разных частотах.

Золотым стандартом для воссоздания маниеподобных состояний считается D-амфетамин. Он влияет на выработку дофамина. По нынешним представлениям, именно нарушение обмена дофамина лежит в основе развития биполярного расстройства (Ashok et. al. 2017).

После введения D-амфетамина крысы более энергично пытались установить социальную близость, что согласуется с подобным мании усилением социального поведения и общения. Исследователи также посмотрели, как на вокализацию повлияют препараты, увеличивающие частоту и объем движений. Оказалось, что это вмешательство не оказало никакого воздействия на то, как крысы выражают эмоции голосом, так, как на это влиял амфетамин. 

Далее ученые проанализировали данные о влиянии стабилизаторов настроения и заметили, что их введение заметно снижает частоту ультразвуковых сигналов при маниакальных состояниях.

Исследователи пришли к выводу, что измерение ультразвуковых волн позволяет расширить спектр исследуемого поведения у крыс. Комбинированная оценка локомоторной деятельности и вокализации животных поможет достовернее оценивать эффекты антиманиакальных препаратов.

Текст: Екатерина Полищук

Measuring mania-like elevated mood through amphetamine-induced 50-kHz ultrasonic vocalizations in rats by Markus Wöhr in British Journal of Pharmacology. Published April 2021