Глава 2. Экспериментальная часть

§ 2.1 Схема экспериментальной установки

Принципиальная схема установки для оптического картирования по внутреннему сигналу представлена на рисунке 4. Экспериментальное животное закрепляется в стереотаксисе так, чтобы его голова располагалась под специальной CCD-камерой (прибор с зарядовой связью, RedShirtImaging, LLS, США), снабжённой комплексом объективов, или «макроскопом», и осветителем.

Рис 4. Схема экспериментальной установки.

Осветитель связан световодом с источником света, снабжённым набором сменных светофильтров с заданными характеристиками, что позволяет освещать кору мозга светом с заданной длиной волны. Источник света подключён к сети через блок постоянного тока. Также в установку входят блок управления камерой, компьютер для накопления данных, компьютер и монитор для зрительной стимуляции.

§ 2.2 Выборка животных

Крысы

Эксперименты по оптическому картированию проводили на 4-х капюшонных крысах возрастом 3-6 месяцев. Состояние мозга в этот период характеризуется полным созреванием стриарной коры и достаточным зрительным опытом животных.

Кошки

Оптимальным возрастом для изучения зрительной коры мозга кошек считают период от полугода до года, который также характеризуется полным созреванием стриарной коры и достаточным зрительным опытом животных. Одновременно, хирургическая операция и сам эксперимент на молодой кошке отличаются меньшей травматичностью за счёт малой площади поверхностных кровеносных сосудов и большей прозрачности тканей, что уменьшает глубину хирургического вмешательства, резко понижает вероятность кровоизлияний, позволяет проводить регистрацию сквозь интактные кости черепа и твёрдую мозговую оболочку, а также позволяет избежать артефактов в записи. Острые опыты проведены на 7-ми кошках.

§ 2.3 Анестезия

Крысы

Анестезию инициировали внутрибрюшинной инъекцией уретана (1,2 г/кг). Для снятия болевых ощущений вводили анальгетик общего действия бутомидор (0,05 мл/кг подкожно; действующее вещество тартрата бутарфанола). Размер зрачка стабилизировали атропином. Для предотвращения высыхания роговицы глаза периодически промывали ее физраствором. Перед помещением в стереотаксическую установку ушные проходы животного обрабатывали гелем, содержащим 2,5%-ный лидокаина гидрохлорид. Дорзальная поверхность головы, область около ушей и глаз дополнительно обезболивались подкожной инъекцией 2%-ого раствора лидокаина. Стабильность физиологического состояния животного контролировалась по параметрам ЭКГ (частота, RR-интервал, форма пика; дифференциальный усилитель MCP Alpha Omega) и дыхания (частота).

Кошки

Анестезию инициировали внутримышечной инъекцией гидрохлорида кетамина (15 мг/кг) в комбинации с ветранквилом (0,5 мг/кг; действующее вещество ацепромазин). Погруженное в 30-40-минутный сон животное помещали на операционный стол, в вену передней лапы вводили катетер, подключённый к перфузионному шприцевому насосу. Через катетер в течение всего эксперимента непрерывно внутривенно инфузировали раствор Рингера с 1,25% раствором глюкозы и пропофолом со скоростью 1-2 мг/кг/час.

Животное интубировали и переводили на искусственное дыхание. Для подавления спонтанного дыхания вводили ардуан (0.1 мг/кг). Рабочую поверхность интубационной трубки обрабатывали спреем, содержащим 10% лидокаина гидрохлорида. Для подавления слюноотделения внутримышечно вводили атропин (0.04 мг/кг, 0.1% раствор).

Перед помещением в стериотаксическую установку ушные проходы животного обрабатывали гелем, содержащим 2,5%-ный лидокаина гидрохрорид. Дорзальная поверхность головы, область около ушей и глаз дополнительно обезболивались подкожной инъекцией 2%-ого раствора лидокаина.

Для дополнительной релаксации животного в продолжение эксперимента каждые два часа внутривенно инъецировали ардуан. При необходимости животному дополнительно внутримышечно вкалывали бутомидор.

Физиологическое состояние контролировалось по показаниям ЭКГ (Дифференциальный усилитель MCP Alpha Omega), глубину сна контролировали по содержанию CO₂ в выдыхаемом воздухе (поддерживали на постоянном уровне в диапазоне 3.7-4.2%) по показаниям газоанализатора.

Роговицу глаз предохраняли от высыхания жёсткими контактными линзами. Размер зрачка стабилизировали атропином (1%), мигательную перепонку глаза удаляли препаратом ирифрин (10% раствор; действующее вещество фенилэфрин), а веки дополнительно раскрывали.

В течение всего эксперимента животное находилось на термостатическом коврике с температурой 38,5°С.

Протоколы экспериментов одобрены Комиссией по этике Института ВНД и НФ РАН, эксперименты выполнялись в соответствии с требованиями Директивы Совета Европейского Сообщества (86/609/EEC) об использовании животных для экспериментальных исследований.