Влияние върху реакциите на централната нервна система на кучета изстрелва в космоса

Изследването на реакцията на централната нервна система при екстремни условия е извършено от руската физиология в трудовете на училището на I.P. Павлова. Чуждестранни изследователи също обърнаха внимание на такива изследвания (Hetherigton, 1959; и др.). Въпреки това, тяхната работа по отношение на повлияване на рефлексната дейност на маймуни в космически полети не е завършена (Graybiel et al., 1960).

В СССР е изследвано влиянието на изстрелването на животни (бели плъхове) в космоса върху условнорефлекторната дейност (Лукянова, 1962). Проучванията не показват значителни промени във висшата нервна дейност. Кучетата са на много по-висок етап на развитие от гризачите, мозъците им са по-сложни, реакциите им са много по-богати, кучетата са способни да възприемат стимули, на които плъховете не реагират. Така че е правилно да се мисли, че космическите полети биха могли иначе да повлияят на реакциите на централната нервна система и поведението на кучетата.

По-долу са описани материалите, получени при изследване на реакциите на нервната система на животните след космически изстрелвания. Изследвани са четири кучета. Пет животни по отношение на тези четири кучета съставляваха контролната група: те бяха отведени до космодрума и върнати обратно, както и подложени на всички други процедури. Системата от развити условни рефлекси беше тествана 1-4 дни преди изпращането им на космодрума и в рамките на един ден след кацането (те се върнаха, влязоха във вивариума, бяха измити и подложени на ветеринарни и медицински прегледи). Ако хранителното възбуждане не е било достатъчно изразено при кучета преди изследването на условната рефлекторна активност, те не са били хранени през 8 часа преди експеримента с доставката на условни стимули.

Три пъти с интервали от 10-20 минути.доставката на разработения стереотип от стимули направи възможно високо оценяване на условно рефлексната активност на кучетата, избрани за изстрелване, както и контролни животни. При всички кучета не са наблюдавани дори минимални смущения в условните реакции (Фигури 22 и 30).

Промените в активността на условния рефлекс след космически изстрелвания са показани в таблица 1. 17. Положителните реакции или липсват, или се появяват в сравнително малък брой случаи, които освен това характеризират предимно рефлексната активност на Asterisk, едно от четирите кучета, изпратени в космоса в кабина за човек. Липсата на реакции към диференциращи стимули очевидно е резултат от недиференцирано инхибиране, но може да се обясни с липсата на реакции като цяло. Бяха открити междусигнални реакции, както и появата на дефектни (под 15 g) налягания, които не са били отбелязвани преди полета в продължение на много месеци. Всичко това говори за значително нарушаване на реакциите на централната нервна система на тези кучета след космически полети.

Контролните животни, които са посетили космодрума и са били доставени в лабораторията едновременно, са отговорили на 94,5% от представените сигнали, в 90% от случаите диференциацията не е била нарушена. Стойността на латентния период варираше в рамките на нормата, нямаше междусигнални реакции и дефектни налягания.

Процесът на промяна на стереотипа на условнорефлекторната дейност при подаване на стимули е показан на фиг. 31. От фигурата се вижда, че след полета, по време на представянето на стереотипа на стимулите, активността се наблюдава при всички кучета в някои периоди, а в други почти напълно отсъства. Периодите на активност бяха изпълнени с голям брой междусигнални реакции, редки реакции към положителни стимули,повтарящи се повреди с диференциални сигнали. Подобна активност е по-вероятно свързана с възбудата на кучетата, отколкото с тяхната активност в отговор на стереотип от стимули. Само по отношение на звездичката (виж фиг. 31) може да се говори за реакции на представените влияния.

Ориз. 30. Условнорефлекторна дейност на кучета преди космически полети

А - Белка (V 12, 1960); Б - Жулка (13 декември 1966 г.); B - Звездичка (6. III 1961).

Обозначенията са същите като на фиг. 22, 23

При различни кучета периодите на активност са с различна степен на тежест и са записани на различни етапи от представянето на стереотипа на условните стимули. При Белка и Стрелка дейността имаше интензивна форма и протичаше в две фази. Жулка имаше неизразен цикъл на активност. Периодите на активност продължават от 1 до 3 минути, докато стимулите се дават за 7 минути, т.е. кучетата са предимно в пасивно състояние.

Таблица 17. Броят на положителните условни реакции, диференциации и междусигнални реакции при кучета един ден след изстрелването в космоса

Таблица 17 (продължение)

Имаше драматични промени в поведението на кучетата. По време на периоди на активност стрелката хленчеше тихо, в други моменти лежеше, често се обръщаше настрани от дисплея със стимули, не реагираше на щраквания на апарата, шума, издаван от експериментатора и т.н. По време на периоди на бездействие катерицата стоеше, гледаше панела със сигнални светлини, реагираше на странични стимули, понякога започваше произволно да натиска капаците на педалите, едно или две натискания се превърнаха в хаотично и припряно движение s, често се забелязва само да замахнете с лапа върху педалите или да натиснете със сила по-малка от 15 g.

Ориз. 31. Условен рефлексактивност на кучето след полет

а — реакции на положителни сигнали; b - силата на двигателната реакция на кучето по дъсченото покритие е по-малка от 15 g; в — междусигнални реакции; d, e - нарушение на диференциацията

А - Белка (VIII.12, 1960); Б - Жулка (28 декември 1961 г.); B - Звездичка (27.III 1961)

Жулка се държеше изключително мудно, най-често лежеше в отпусната поза и в края на експеримента заспа.

Висшата нервна дейност на Звездочка беше значително нарушена; тя реагира едва след 6-ия стимул, латентният период е увеличен, диференциациите са нарушени. Регистрирани са интерсигнални реакции, които не са наблюдавани досега при това животно. Кучето се държеше много по-летаргично от обикновено, въртенето на педалите често се състоеше от три или четири движения и понякога беше по-малко от нормалното като сила.

Въз основа на получените данни може да се заключи, че условнорефлекторната дейност е напълно унищожена при три кучета и че е значително нарушена при четвъртото. В същото време може да се предположи, че промяната в периодите на активност и пасивност, характерна за повечето животни, свидетелства за цикличността на процесите на възбуждане и инхибиране в централната нервна система на опитните кучета. Този феномен, който възниква под въздействието на силни стимули, е отбелязан и от други изследователи.

Появата в Белка (виж Фиг. 31) на голям брой интерсигнални реакции, увеличаване на движенията и тяхната случайност показва повишена възбудимост на кортикалните клетки и бързо облъчване на процеса на възбуждане в централната нервна система. Неактивното поведение (загуба на условни рефлексни реакции и т.н.) говори за инхибиране. Това даде възможност да се приеме лекотата на възникване на възбуждане, така наречената експлозивност (И. П. Павлов) ибързото му изчерпване, както се вижда от рязката смяна на периодите на хаотична активност и пълната липса на реакция.

Условно-рефлекторната дейност на Стрелка показа, че възбудата е очевидно по-малко експлозивна от тази на Белка, но изтощението е по-голямо. Това се посочва от относително кратко време за проява на възбуда и дълги периоди на липса на реакции. Процесът на разрушаване на активното инхибиране и появата на трансмаргинално инхибиране при това куче е по-изразен и дълбок: рефлексите не се появяват по време на периода на бездействие, появата на интерсигнални реакции и сривове в диференциацията се заменят с екстремна летаргия при кучето.

При Жулка както процесът на възбуждане, така и процесът на инхибиране се оказаха изчерпани. Процесът на възбуждане се изразява в появата на интерсигнални реакции, като във втория цикъл на възбуждане има само две от тях, така че няма причина да се говори за повишена възбудимост на това куче. Отслабването на процеса на активно инхибиране се потвърждава от хаотичния характер на реакциите и същите интерсигнални реакции. Прогресивната летаргия на Жулка свидетелстваше за появата на трансцедентална инхибиция.

При Звездочка промените в процеса на възбуждане се изразяват в изчезването на предишната подвижност на възбуждането: латентният период се удължава, положителните реакции отпадат. Процесът на активно инхибиране се оказа нарушен: животното реагира неправилно на повечето негативни стимули и, подобно на други кучета, в него се наблюдават интерсигнални реакции.

Така можем да заключим, че изстрелването в космоса значително е повлияло на реакциите на централната нервна система на опитните кучета. Процесите на активно инхибиране се оказаха нарушени. Загубата на условни рефлекси, увеличаването на латентния период на реакции (дори при Asterisk), летаргия, сънливост показват развитие на нервната системапасивно спиране тип transcendental.

Разкритите промени могат да имат характер на функционални промени, настъпили в нервната система като временно явление, както и да бъдат израз на патологични особености, появили се в резултат на космически полети. Във връзка с това беше целесъобразно да се проучи процесът на възстановяване на условната рефлексна дейност на кучетата. Бързото възстановяване на реакциите на животните към развития стереотип на стимулите ще покаже незначителността на промените в реакциите на централната нервна система; бавното, но пълно възстановяване би показало тежестта на функционалните промени. И накрая, невъзможността на процеса на възстановяване на условната рефлекторна дейност би позволила да се направи заключение за патологични промени.

Във връзка с това условнорефлекторната дейност на кучетата, които са били в космоса, продължава да се изучава още месец след кацането им. Изследванията се провеждат на 3-ти, 7-ми, 10-ти, 15-ти и 20-25-ти ден 3 пъти на ден (с интервали от 2-3 часа).

Данните, получени за активността на мозъците на Белка, Стрелка и Жулка на 3-ия ден след полета, не показват никакви промени в сравнение с материалите от изследването след полета. Само Звездочка показа известно подобрение в разработената система. В тази връзка към повечето кучета беше приложена система от въздействия, насочена към възстановяване на разрушения стереотип на условните рефлекси. Експериментаторът се опита да накара животните да се движат чрез бутане, полира ги с помощта на диференцирана система за укрепване и т.н. (описано на стр. 28 от тази книга). Опитите му да възстанови системата от рефлекси обаче не доведоха до желания ефект.

Условнорефлекторната дейност на Белка, Стрелка и Жулка на 7-ия, 10-ия, 15-ия и 20-ия ден след полетаподобрен. Както и преди, при представянето на стереотипа на стимулите се наблюдава активност в някои периоди, а в други липсва. Периодите на активност бяха изпълнени с голям брой междусигнални реакции, реакции на някои положителни и диференциращи сигнали, съотношението време на периодите на активност към периодите на бездействие беше приблизително същото като непосредствено след полета. Всичко това доведе до заключението, че няма подобрение в реакциите на нервната система, че възбудата е експлозивна и изтощена, че активното инхибиране е нарушено и че преобладава пасивното инхибиране.

При Звездочка, започвайки от 8-ия ден след полета (2 април 1961 г.), показателите на условнорефлекторната дейност се подобряват значително, а на 10-ия и 15-ия ден системата от развити рефлекси е напълно възстановена.

По този начин отсъствието на процеса на възстановяване на условнорефлекторната активност на Белка, Стрелка и Жулка по време на полумесеца ни позволи да заключим, че има дълбоки патологични промени в реакциите на централната нервна система на тези кучета под въздействието на изстрелването в космоса. Бързото възстановяване на реакциите на Asterisk към стереотипа на стимулите свидетелства за по-малко значими промени в нервната система на това куче.

Законно е да се предположи, че причината за резките промени в реакциите на централната нервна система е комплекс от секционни и едновременни стимули, свързани с полета: различни по сила, многопосочни ускорения, вибрации, шум, функционални и дори физически натоварвания (мозъчно сътресение при падане на капсулата), церебрални гравитационно-вестибуларни и други влияния, безтегловност. Те внасят значителен дисонанс във физиологичните функции на организма и преди всичко в реакциите на нервната система, която организира първите форми на адаптация към условията.заобикаляща среда. Обръща се внимание на една посока на промяна. Училище на И.П. Павлов, беше доказано, че резките и бързи пренареждания на формите на балансиране на организма с околната среда причиняват така наречените сблъсъци - един от видовете патология на нервните процеси. Очевидно това явление се е случило тук.

Известно е, че естеството на нарушенията на нервната система може до голяма степен да зависи от типологичните характеристики на кучетата. Въпреки това, както беше споменато по-горе, например, Белка беше класифицирана като силен тип куче по редица показатели, докато при Звездочка по време на определянето на характеристиките на нейната рефлексна дейност се появиха загуба на положителни условни рефлекси, сривове в диференциацията и междусигнални реакции (виж фиг. 23, 25, 26). Въпреки това системата от условни рефлекси на Звездочка се възстанови след полета, докато Белка не. Това ни накара да мислим, че в този случай няма пряка връзка между патологичния характер на реакциите на кучето и вида на неговата висша нервна дейност.

Може да се предположи, че степента на промяна в състоянието на централната нервна система е свързана с дизайна на кабината на космическия кораб и други условия на полета, като например продължителност. Белка и Стрелка бяха изстреляни в космоса в кабини с животни, които бяха първите проби, и бяха в полет три дни. Изстрелването на кораба с Жулка беше малко по-късно и също продължи 3,5 дни. Звездицата летеше по-малко и в кораб от типа "Восток", пригоден за човек, тоест в по-удобни условия.