Способ моделирования нарушений зрительной функции

Способ моделирования нарушений зрительной функции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к экспериментальной медицине и физиологии, а именно к моделированию нарушений зрительной функции. Целью изобретения является моделирование нарушений функции цветового зрения. Сущность способа сводится к обучению животных зрительному дифференцированию изображений, регистрации правильных и неправильных реакций до и после нарушающих фармакологических воздействий с последующим определением по энтропии поведения животного степени различения черно-белых и цветовых тестизображений во всем диапазоне спектральной чувствительности глаза, до и после введения антиоксидантаоксиметацила в дозе 2,5-3,0 мг/кг:3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PЕСПУБЛИК (я)s G 09 В 23/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4477716/14 (22) 19.08.88 (46) 30.09.91. Бюл. ¹ 36 (71) Институт физиологии им. И.П,Павлова (72) К,Н.Дудкин, В.К.Кручинин, И.В.Чуева, О.Ф.Носков и В.Д.Тонкопий (53) 615.475 (088.8) (56) Селиванова А.T., Голиков С,К. Холинергические механизмы высшей нервной деятельности, Л.: Медицина, 1975, с. 136 — 141. (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАРУШЕНИЙ ЗРИТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ

{57) Изобретение относится к экспериментальной медицине и физиологии. а именно

Изобретение относится к экспериментальной медицине и физиологии, а имено к моделированию нарушений зрительной функции, Целью изобретения является моделирование нарушений функции цветового зрения.

Пример 1, Обезьяна ¹ 1. Обезьяну последовательно обучали зрительному дифференцированию черно-белых геометрических фигур, черно-белых пространственно-частотных решеток и геометрических фигур разного цвета, используя условный инструментальный рефлекс с пищевым подкреплением.

В качестве условных сигналов — тестизображений с заданными спектральными характеристиками использовали в первом случае черно-белые геометрические фигуры (крест, круг, прямоугольник, ромб, треугольник). Один стимул (крест) положительный... Ы,, 1681325 А1 к моделированию нарушений зрительной функции, Целью изобретения является моделирование нарушений функции цветового зрения. Сущность способа сводится к обучению животных зрительному дифференцированию изображений, регистрации правильных и неправильных реакций до и после нарушающих фармакологических воздействий с последующим определением по энтропии поведения животного степени различения черно-белых и цветовых тестизобоажений во всем диапазоне спектральной чувствительности глаза, до и после введения антиоксиданта оксиметацила в дозе 2,5-3,0 мг/кг; 3 табл.. (подкрепляемый), остальные отрицательные (неподкрепляемые).

Во-втором случае в качестве условных сигналов использовали черно-белые прямоугольные пространственно-частотные решетки, различающиеся по пространственной частоте в диапазоне от 0,5 до

12,5 период/град. Весь набор содержал 13 стимулов — один положительный и 12 отрицательных {неподкрепляемых).

В третьем случае в качестве условных сигналов использовали прямоугольники разного цвета (красный, синий, желтый, зеленый). Один стимул (красный прямоугольник) положительный (подкрепляемый), остальные отрицательные (неподкрепляемые), В каждом случае при дифференцировании обезьяна осуществляла выбор из двух условных сигналов: положительного и отрицательногоо, одновременно предъявляемых в двух расположенных рядом окошках сиг1681325 нального табло на подвешенных (с возможностью свободного перемещения) прозрачных заслонках, за которыми находятся кормушки. Отрицательные стимулы предьявляли в случайном порядке.

В исходном положении обезьяна, помещенная в экспериментальную камеру, находилась на стартовой площадке. Подъем непрозрачного экрана, в начальном положении блокирующего доступ к кормушкам, служил обезьяне стартовым сигналом для подхода к сигнальному табло. Обезьяна осуществляла выбор при дифференцировании только после подъема экрана. Обучение во всех случаях сочли законченным, когда правильные реакции у обезьяны достигли уровня 80%, После этого определяли степень различения условныя стимулов в каждом случае по последним десяти предьявлениям каждой отрицательной черно-белой геометрической фигуры, по последним шести предьявлениям каждой отрицательной пространственно-частотной решетки и по последним десяти предъявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета, Затем провели опыты с введением фтора цизина — фармакологического вещества, нарушающего распознавание зрительных образов. Обезьяне внутримышечно ввели фторацизин в дозе 7 мг/кг. Через 3 + 0,25 ч— время, обеспечивающее максимальную концентрацию фторацизина в крови, обезьяне повторно предъявили все условные стимулы и определили степень их различения по первым десяти предъявлениям каждой отрицательной черно-белой геометрической фигуры, по первым шести предъявлениям каждой отрицательной пространственно-частотной решетки и по первым десяти предьявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета.

После этого обезьяне внутримышечно ввели оксиметацил в дозе 2,5 мг/кг и через

3 ч — время, обеспечивающее оптимальную концентрацию оксиметацила в крови, обезьяне снова предъявили условные зрительные стимулы и определили степень различения их, также как после введения фторацизина.

Энтропию поведения животного (Л Н) определили по формуле

ЛН=H,--Н -H,,, где Нз — степень различения тест-изображений — энтропия поведения после экстремального фармакологического воздействия;

Нн — степень различения тест-изображений — энтропия поведения до воздействия;

Н1 = — logz +((1 — ) X

10 10 10

10 10 10

Х log2 (1 — — )) =0, 10

Н2 = — logz +((1 — ) х

10 10 10

10 10 10

x logz (1 — — ) ) О, 10

9 9 9

Нз = !092 +((1 ) x

10 10 10

Х !о92 (1 — ) ) = 0,47, 9

40 Н4 = — Iog2 +((1 — - ) Х

7 „7 7

10 10 10

X logz (1 — — ) ) = 0,88, 7

Нн= Н!= 1,35

45 l =1

Н при дозе фторацизина в 7 мг/кг определялось так

Н = — !оц2 — — + ((1 — ) X

9 9 9

10 10 10

X logz (1 — — ) ) =0,47, 9

Н2 = — Iog2 +((1 ) Х

10 10 10

10 10 10

X logz (1 — )) = О, 10

6 6 6

Нз =- — log2 +((1 — — ) х

10 10 10

x logz (1 — — -) ) = 0,97.

10

Н, — степень различения reer-изображений — энтропия поведения после коррекции оксиметацилом.

Нэ, Нн и Нк определяли по формуле

Н = log2 — +((1 ) Х

1 ml mj mj ,,1М М

М!

Х Ipgz (1 — )), 10 М! где пц — число правильных выборов при дифференцировании I-го иэображения;

М! — число предъявлений I-ro изображения; и — число различаемых изображений.

Случай 1 — различение черно-белых геометрических фигур. Результаты серии опытов на обезьяне М 1 при дозе фторацизина

7 мг/кг и оксиметацила 2,5 мг/кг приведены в табл,1, в которой, кроме того, содержатся результаты экспериментов при других дозах оксиметацила (1,0; 1,5; 3 мг/кг). Здесь положительная (подкрепляемая) фигура крест, число различаемых отрицательных (неподкрепляемых) фигур Нн определялось следующим образом:

1681325

10

Нэ =- Н! =2,44 (табл.2), Нл = — -!од2 +((1 ) X

5 5 5

10 10 10

X1од (1 — — — )) =-1, 5

10! =-1

Нк при дозе оксиметацила в 2,5 мг/кг определяли следующим образом.

H7 = — logz + ((1 — ) X

10 10 10

10 10 10

X logz (1 — )) =О, 10

Hz =- — 1од2 — +((1 — ) X

10 10 10

10 l0 10

X logz (1 — ) ) = О, 10

Нэ = logz +((1 — — ) X

9 9 9

10 10 10

X logz (1 — — ) ) = 0,47, 9

Н4 = logz +((1 — — ) X

9 9 9

10 10 10

X logz (1 — — )) = 0,47, 9

Нк = Н! = 094 !

=1

Энтропия поведения животного Л Н=- 2,44-1,35 — 0,94=0,75 Р > 0,05.

Из табл.1 видно, что нарушение распознавания черно-белых геометрических фигур корректируется при введении оксиметацила в дозе 2,5 мг/кг. Энтропия поведения при этом доводится до 0,15 бит;

Аналогично после введения каждой из доз (1,0; 1,5; 2,5 мг/кг) оксиметацила предъявляли условные стимулы в виде черно-белых прямоугольных пространственно-частотных решеток и определяли энтропию поведения животного(ЛН) по первым шести предъявлениям каждой отрицательной пространственно-частотной решетки. Из табл.1 видно, что распознавание черно-белых пространственно-частотных решеток восстанавливается при введении оксиметацила в дозе 2,5 мг/кг, при этом энтропия поведения обезьяны доводится до 0,5 бит, В третьем случае после введения каждой из доз оксиметацила в качестве условных сигналов испольэовали прямоугольники разного цвета (красный, синий, желтый, зеленый).

Энтропию поведения животного определяли по первым десяти предьявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета, Из табл.1 видно, что распознавание фигур разного цвета при дозах оксиметацила 2,5 и

3,0 мг/кг не восстанавливается, при этом

25 Э Г!

55 энтропия Л H=1,1 > 0,6 би1 и Л Н

1,0 > 0,6 бит соответственно.

Пример 2. Обезьяна N 2. Обезьян" последовательно обучали зрительному дифференцированию черно-белых геомет рических фигур, черно-белых пространственно-частотных решеток и геометри !еских фигур разного цвета, также и<-.пользуя у;.— ловный инструментальный рефлекс с пищ вым подкреплением.

В каждой пробе при дифференц1 ровании обезьяна, также как и в первом пр!.мере, осуществляла выбор из двух услог!!ыл сигналов: положительного и отрицательного, одновременно предъявляемых в двух расположенных рядом окошках сигнального табло. Остальные манипуляции были те же, что и в примере 1, Обучение сочли законченным также, когда правильные реакции у обезьяны достигли уровня 80;4. После э гого определяли степень различения условных стимулов в каждом случае по десяти предьявлениям каждой отрицательной черно-белой геометрической фигуры, по последн!лм шести предъявлениям каждой отриLI<\Tå üной пространственно-частотной решетки и по последним десяти предъявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвега.

Затем провели опыты с введением фторациэина — фармакологическогo вещества, нарушающего распознавание зрительных образов. Обезьяне внутримышечно ввели фторацизин в дозе 7 мг/кг. Через 3 .0,25 ч-время,"обеспечивающее максимальную концентрацию фторациэина в крови, обезьяне повторно последовательно предъявили всс. условные сигналы и определили cTpëåíü их различения оо первым десяти предьявлениям каждой отрицательной черно-белой геометрической фигуры, по первым шести предьявлениям каждой отрицательной пространственно-частотной решетки и по первым десяти предъявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета, После этого обезьяне внутримышечно ввели оксиметацил в каждой из доэ (7,0, 1,5.

2,5, 3,0 мг/кг) и через 3 ч — время, обеспечивающее оптимальную концентрацию оксиметацила в крови, обезьяне снова предъявили условные стимулы и определили степень различения их. также как после введения фторацизина. Энтропию поведения животного (Л Н) определили также, как и в примере 1. Оказалась, что нарушение распознавания черно-белых геометрических фигур корректируется только при дозе оксиметацила 3,0 мг/кг, при этом энтропия поведения Л Н=О,З бит

1681325

Аналогично после введения оксиметацила предъявляли условные стимулы в виде черно-белых прямоугольных пространст венно-частотных решеток и определяли энтропию поведения животного (ЛН) по первым шести предъявлениям каждой отрицательной решетки. Из табл.2 видно, что распознавание черно-белых пространственнечастотных решеток восстанавливается при введении оксиметацила в дозе 2,5 мг/кг, при этом энтропия поведения обезьяны доводится до 0.5 бит.

В третьем случае после введения каждой из доз оксиметацила в качестве условных сигналов использовали прямоугольники разного цвета (красный, синий, желтый, зеленый). Энтропию поведения животного определяли по первым десяти предъявлениям ка>кдой отрицательной фигуры разного цвета. Из табл,2 видно, что распознавание фигур разного цвета при дозах оксиметацила 2,5 и 3,0 мг/кг не восстанавливается, при этом энтропию соответственно ЛН=1,1 > 0,6 бит и Л Н ==1,0 >О,ббит, Пример 3. Обезьяна N" 3, Обезьяну последовательно, также как и в примерах 1 и 2, обучали зрительному дифференцированию черно-белых геометрических фигур, черно-белых пространственно-частотных решеток и геометрических фигур разно о цвета. Обучение сочли законченным также, когда правильные реакции достигли у обезьяны уровня 80 /,. После этого, также как и в примерах 1 и 2, определили степень различения условных стимулов в каждом случае. Затем провели опыты с введением фторацизина — фармакологического вещества, нарушающего распознавание зрительных образов. Обезьяне внутримышечно ввели фторацизин в дозе 7 мг/кг. Через

3 + 0,25 ч — время, обеспечивающее максимальную концентрацию фторациэина в крови, обезъяне повторно последовательно предъявили все условные стимулы и определили степень их различения.

После этого обезьяне внутримышечно ввели оксиметацил в каждой из доз (1,0, 1,5, 2,5, 3,0 мг/кг) и через 3 ч — время, обеспечивающее оптимальную концентрацию оксиметацила в крови, обезьяне снова предьявили условные стимулы и определи ли степень различия их, также как и после введения фторацизина. Энтропию поведения животного (Л Н) определили также. как и в примере 1 и 2.

Из табл,З видно, что нарушение распознавания черно-белых геометрических фигур

5 корректируется при дозе оксиметацила

2,5 мг/кг, при этом энтропия поведения животного Л Н --0,2 б ит.

Аналогично, после введения оксиметацила предъявляли условньie стимулы в виде

10 черно-белых прямоугольных пространственно-частотных решеток и огiðåäeëÿëè энтропию поведения животного (ЛН) и о первым шести предъявлениям каждой отрицательной решетки. Из табл.3 видно, 15 что распознавание черно-белых пространственно-частотых решеток восстанавливается при введении оксиметацила в дозе 2,5 мг/кг, при этом энтропия поведения обезьяны доводится до 0,6 бит.

20 В третьем случае после введения каждой из доз оксиметацила в качестве условных сигналов использовали прямоугольники разного цвета (красный, синий, желтый, зеленый). Энтропию поведения жи25 вотного определяли по первым десяти предъявлениям каждой отрицательной фигуры разного цвета. Из табл.З видно, что распознавание фигур разного цвета при дозах оксиметацила 2,5 и 3,0 мг/кг не восста30 навливается, при этом энтропия соответственно Л Н= 1,2 > 0,6 бит и Л Н =

-= 1,1 > 0,6 бит.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет моде35 лировать нарушения функции цветового зрения. г1>ормула изобретения

40 Способ моделирования нарушений зрительной функции путем обучения животных зрительному дифференцированию изобра>кений, регистрации правильных и неправильных реакций до и после нарушающих фармакологических воздействий, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью моделирования нарушений функции цветового зрения, определяют по энтропии поведения животного степень различения черно-белых и

50 цветовых тест-изображений во всем диапазоне спектральной чувствительности глаза, до и после воздействий. осуществляем ых путем введения антиоксиданта оксиметацила в дозе 2 5-3,0 мг/кг.

5, 1681325

Таблица 1

Обезьяна N 1

Таблица 2

Обезьяна N. 2

1681325

Таблица 3

Обе ьяна N 3

Составитель И.Корниловский

Техред M.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Л.Павлова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3313 1ираж Подписное

ВНИИПИ Государсгвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5