Чтение онлайн

Три режима содержания крыс (рис. 3) описаны следующим образом:

Рис. 3.Три режима содержания крыс в клетках

1. Стандартная лабораторная клетка с несколькими крысами на достаточном пространстве и со всегда доступными пищей и водой.

2. Клетка с обедненными условиями была несколько меньше, находилась в отдельной комнате, и крыса содержалась там одна при достаточном количестве пищи и воды.

3. Клетка с обогащенными условиями представляла собой крысиный Диснейленд (не в обиду Микки Маусу!). От шести до восьми крыс жили в «большой клетке, снабженной разнообразными объектами, с которыми они могли играть. Каждый день в клетку помещался новый набор игрушек, которых всего было 25» (с. 22).

Крысы жили в этих трех режимах в течение разных периодов времени, от 4 до 10 недель. После этого подопытные животные гуманным образом умерщвлялись, и производилось вскрытие для выявления различий в развитии головного мозга. Для того чтобы избежать предвзятости, процедура изучения была стандартизирована и исходные данные закодированы, так что человек, производящий вскрытие, не знал, в каких условиях выращивалось животное. Прежде всего исследователей интересовали различия мозга животных из обогащенных и обедненных условий содержания.

Мозг крыс разделялся на секции, которые измерялись, взвешивались и анализировались по показателям скорости роста клеток и уровня активности нейромедиаторов. В последнем случае особый интерес вызывал фермент ацетилхолинестераза. Это вещество играет очень важную роль в работе мозга, поскольку оно обеспечивает быструю и эффективную передачу нервных импульсов между клетками мозга.

Нашли ли Розенцвейг и его сотрудники различия между мозгом крыс, выращенных в обогащенных и обедненных условиях? Вот их результаты.

Результаты говорят о том, что мозг крыс, выращенных в обогащенных условиях, отличается от мозга крыс, выращенных в обедненных условиях, во многих отношениях. Кора головного мозга крыс из обогащенных условий значительно тяжелее и толще. Кора головного мозга — это та часть мозга, которая отвечает на воздействия окружающей среды и контролирует движение, память, обучение и чувственное восприятие (зрение, слух, осязание и обоняние). Кроме того, уровень активности упомянутого выше фермента нервной системы, ацетилхолинестеразы, оказался выше у крыс с обогащенным жизненным опытом.

У двух групп животных не было выявлено значительной разницы в числе клеток мозга (нейронов), но в обогащенных условиях у крыс развивались нейроны большего размера. С этим связаны и данные о том, что соотношение РНК и ДНК — веществ, играющих важнейшую роль в росте клеток мозга, было выше у крыс с обогащенным опытом. Это говорит о том, что у этих животных уровень химической активности мозга был выше.

Розенцвейг и его коллеги с уверенностью утверждают, что «хотя различия в мозге, вызванные условиями окружающей среды, невелики, но они подлинны. При повторных экспериментах вновь и вновь выявлялись те же закономерности и различия… Оказалось, что наиболее стойким показателем воздействия жизненного опыта на мозг было соотношение веса коры мозга к остальной его части: подкорке. Оказывается, кора головного мозга очень быстро увеличивается в весе в ответ на внешнюю стимуляцию, в то время как остальная часть мозга изменяется мало» (с. 25).

Это измерение отношения веса коры и остальной части мозга было наиболее точным показателем изменений мозга. Общий вес мозга варьируется в зависимости от индивидуального веса каждого животного; выбранный же показатель исключает влияние индивидуальной изменчивости. На рис. 4 представлены данные по этому показателю, полученные во всех 16 экспериментах [2]

Как вы видите, только в одном эксперименте различия не являлись статистически значимыми.

И наконец, были получены данные, касающиеся мозговых синапсов у животных из двух экспериментальных групп. Синапс — это место соединения двух нейронов. Основная часть активности мозга реализуется в синапсах, где нервный импульс или передается от одного нейрона к следующему и дальше, или тормозится и прекращается. Под большим увеличением с использованием электронного микроскопа было обнаружено, что сами синапсы у крыс с богатым опытом на 50 % больше, чем у крыс, выращенных в обедненных условиях.

После десяти лет исследований Розенцвейг, Беннетт и Даймонд были готовы с уверенностью заявить:

Однако авторы признали, что когда они впервые сообщили о своих результатах, многие ученые были настроены скептически, поскольку до тех пор никому не удавалось продемонстрировать ничего подобного. Критики настаивали на том, что изменения мозга были вызваны не обогащенной окружающей средой, а другими различиями в обращении с крысами, просто хорошим уходом или же стрессом.

Рис. 4.Отношение веса коры головного мозга к весу остальной части мозга: разность (в %) между значениями данного показателя, полученными при условии обогащенной и обедненной среды содержания крыс. (Результаты экспериментов 2-16 статистически достоверны)

Утверждения о целом ряде различий в обращении с крысами вполне справедливы потому что крыс в обогащенных условиях содержания дважды в день вынимали из клетки, чтобы сменить набор игрушек, а крыс в обеднённых условиях в руки не брали. Возможно, что именно этот фактор вызвал изменения в мозге, а не окружающая среда. Для того чтобы проверить это, исследователи сравнили развитие мозга у двух групп крыс из одного помета. Крыс одной группы брали в руки каждый день, а другой — не брали (при этом все они выращивались в одинаковых условиях) Различий в мозге крыс из двух групп обнаружено не было. Кроме того в дальнейших экспериментах с крысами в обедненных и обогащенных условиях обращались одинаково, и все же были получены те же результаты.

Еще одним аргументом критиков было утверждение, что изоляция крыс содержащий в обедненных условиях, вызывала стресс, и именно это было причиной меньшего развития мозга. Розенцвейг и соавтор сослались на другое исследование, в котором крысы подвергались ежедневному стрессу (вращение клетки или слабый электрошок), но изменений в мозге в связи с этим выявлено не было.

Проблемой любого исследования, выполненного в лабораторных условиях является его искусственность. Розенцвейга и его коллег интересовало, как различная степень стимуляции влияет на развитие мозга животных в естественных условиях. Они подчеркивали, что лабораторн крысы и мыши в 100 поколениях выращивались в искусственных условиях и генетически имеют мало общего со своими дикими собратьями. Чтобы исследовать эту проблему, они начали изучать диких мышей. Пойманных в природе мышей помещали или в вольеры с естественными условиями, или в лабораторные клетки с обогащенными условиями. После 4 недель содержания мыши в естественных условиях демонстрировали более высокий уровень развития мозга, чем мыши в лабораторных условиях.

И последнее направление критики любых исследований, выполненных на животных касается применения полученных результатов по отношению к людям. Нет сомнения в тем, что такого рода эксперименты никогда не будут проводиться на людях. Но исследователи должны были рассмотреть этот вопрос, и они сделали это.

Авторы признают, что трудно распространить результаты, полученные на одной группе крыс, на другую группу крыс и, тем более, попытаться применить их к приматам или людям. Сообщая, что аналогичные результаты были получены для нескольких видов грызунов, авторы отмечают, что необходимы дальнейшие исследования для того, чтобы сделать какие-либо заключения о влиянии опыта на человеческий мозг. Ценность такого рода исследований на животных, по мнению Розенцвейга и коллег, состоит в том, что «это позволяет нам проверить концепции и методы некоторые из которых позднее могут оказаться полезными при исследованиях человека». Некоторые потенциальные возможности, которые открывают проведенные исследования, обсуждаются авторами статьи. Одно из возможных применений полученных данных касается изучения памяти.

Знание характера изменений, которые происходят в мозге по мере накопления опыта, могут помочь понять механизмы памяти. Это, в свою очередь, может позволить разработать новые приемы улучшения памяти предотвращения потери памяти при старении. Другая проблема, в ~шении которой эти исследования могут быть полезными, — это объяснение связи между питанием и развитием интеллекта. Концепция, пред~женная авторами в этой области, заключается в том, что недостаточное ~тание может сделать человека невосприимчивым к стимулам внешней ~еды и таким образом ограничить развитие мозга. Как отмечают авторы, ~оторые параллельно проведенные исследования предполагают, что ~яние плохого питания на развитие мозга нейтрализуется обогащени- окружающей среды и усугубляется дальнейшими лишениями.