In the present study, episodic memory was investigated in the novel object recognition test in WAG/Rij and Wistar rats at the age of 2 and 6 months. In order to suppress spike-wave seizure activity and depressive-like comorbidity WAG/Rij rats, at the age of 6 months, were injected ethosuximide (300 mg/kg, 14 days, i/p). Novel object recognition test consisted of 3 phases: adaptation phase, familiarization phase (two identical objects), testing session 1 (familiar and novel object 1) and testing session 2 (familiar and novel object 2). In adaptation phase, investigatory activity (number of rearings and center entries) was recorded. Recognition memory was tested with a delay of 1h (testing session 1) and 24h (testing session 2), after familiarization phase. Episodic memory was assessed using novel object recognition index. It has been found that recognition index in WAG/Rij rats, at the age of 2 months, did not differ significantly, but at the age of 6 months, it differ significantly from the corresponding measure in Wistar rats. WAG/Rij rats exhibited reduced investigatory motivation compared with Wistar rats at the age of 6 months only. A positive correlation was found between recognition index and investigatory motivation (number of unassisted rearings and center entries). Ethosuximide suppressed spike-wave seizures, increased investigatory motivation and improved episodic memory in WAG/Rij rats. Results suggest that episodic memory impairments in WAG/Rij rats are a consequence of reduced investigatory motivation as one of the symptom of depression co-morbid to absence epilepsy.

Крысы линии WAG/Rij являются моделью генетической абсансной эпилепсии, характеризующейся наличием пик-волновых разрядов (ПВР) на ЭЭГ. Известно, что первые ПВР у крыс линии WAG/Rij возникают в возрасте 2-3 месяцев, а в дальнейшем их число и длительность увеличиваются. Однако эволюция ПВР в процессе прогрессивного развития абсансной эпилепсии у крыс линии WAG/Rij остается неисследованной. Цель настоящей работы - выяснить возрастные изменения частотно-временной динамики, частотного спектра и морфологических характеристик ПВР у крыс линии WAG/Rij. Для достижения этой цели у одних и тех же крыс в возрасте от 2 до 12 месяцев исследовали эволюцию ПВР. Установлено, что ПВР формируются в возрасте 2-4 месяцев, в дальнейшем наблюдают морфологические изменения ПВР. Показано, что в процессе прогрессивного развития абсансной эпилепсии ПВР проходят 3 стадии «созревания». Предполагается, что связанная с возрастом эволюция ПВР у крыс линии WAG/Rij является отражением прогрессивных электрофизиологических изменений в соматосенсорной коре - области мозга, с которой связывают генерацию и генерализацию ПВР.

Впервые показано, что воспитание приемной матерью Wistar с высоким уровнем проявления материнской заботы (МЗ) подавляет выраженность наследственной абсансной эпилепсии (АЭ) и коморбидной депрессии: уменьшает число, длительность, индекс пик-волновых разрядов (ПВР) и время иммобилизации в тесте вынужденного плавания, а также существенно влияет на морфологию и частотно-временную динамику ПВР у крыс линии WAG/Rij. Предполагается, что усиление МЗ в раннем возрасте может быть использовано для предотвращения эпилептогенеза и коморбидной депрессии у людей с генетической предрасположенностью к АЭ.

У крыс линии WAG/Rij первые пик – волновые разряды (ПВР) начинают появляться в возрасте 2–3 мес. и полностью проявляются к 5–6 мес. Наличие ПВР в ЭЭГ является основным показателем абсансной эпилепсии. Развернутая абсансная эпилепсия у 5–6 месячных крыс линии WAG/Rij сопровождается уменьшением концентрации дофамина и его метаболитов в мезо-кортико-лимбической и нигро-стриатной дофаминергических системах мозга, что приводит к экспрессии симптомов депрессивноподобного поведения. У 36-дневных крыс линии WAG/Rij не проявляются ПВР, не выявляется дефицит дофамина в структурах мозга и не проявляются симптомы депрессивноподобного поведения. В настоящей работе были исследованы особенности поведения и концентрация моноаминов, а также их метаболитов в 5 структурах мозга (префронтальная кора, прилежащее ядро, гипоталамус, стриатум, гиппокамп) у двухмесячных крыс линии WAG/Rij по сравнению с крысами Wistar аналогичного возраста. Уменьшение концентрации дофамина и его метаболитов у двухмесячных крыс линии WAG/Rij выявлено только в префронтальной коре, что указывает на быструю реакцию префронтальной коры или на ее высокую чувствительность. Предполагается, что быстрая реакция префронтальной коры является фундаментальным свойством этой структуры мозга. Уменьшение концентрации дофамина и его метаболитов в префронтальной коре у двухмесячных крыс линии WAG/Rij сочеталось с особенностями поведения, которые можно рассматривать как состояние так называемой “предпатологии” (повышенная тревожность и стресс-реактивность), предшествующей развитию депрессивноподобного поведения, характерного для 5–6 месячных крыс этой линии.

In the present work, it has been studied for the first time behavior and functional state of the dopaminergic brain system in pups of "depressive" WAG/Rij rats. Offspring of "depressive" WAG/Rij rats at age of 6-16 days compared with offspring of "normal" (non-depressed) outbred rats of the same age exhibited reduced rate of pshychomotor development, lower body weight, attenuation in integration of coordinated reflexes and vestibular function (greater latency of righting reflex, abnormal negative geotaxis), hyper-reactivity to tactile stimulation, reduced motivation to contact with mother (reduced infant-mother attachment). Differences in a nest seeking response induced by olfactory stimuli (olfactory discrimination test) and in locomotor activity (tests "gait reflex" and "small open field") have not been revealed. Acute injection of the antagonist of D2-like dopamine receptors clebopride 20 min before testing aggravated mother-oriented behavior in 15-days-old pups of both "depressive" and "non-depressive" rats. However this effect was greater in pups of "depressive" WAG/Rij rats compared with pups of "normal" rats that may indicate reduced functional activity of the dopaminergic brain system in offspring of "depressive" rats. It is proposed that reduced attachment behavior in pups of "depressive" WAG/Rij rats might be a consequence of maternal depression and associated with it reduced maternal care. Moreover, reduced attachment behavior in pups of "depressive" rats might be an early precursor (a marker) of depressive-like pathology which become apparent later in life (approximately at age of 3 months).

В настоящей работе впервые исследовано поведение и функциональное состояние дофаминергической системы мозга у детенышей “депрессивных” крыс линии WAG/Rij. Потомство “депрессивных” крыс линии WAG/Rij в возрасте 6–16 дней по сравнению с потомством “нормальных” (недепрессивных) беспородных крыс идентичного возраста демонстрировало пониженные темпы психомоторного развития, пониженную массу тела, отставание в интеграции координированных двигательных рефлексов и вестибулярной функции (больше латентный период рефлекторного переворачивания со спины на лапы, нарушение выполнения реакции в тесте “отрицательный геотаксис”), гиперреактивность к тактильному стимулу, пониженную мотивацию находиться в контакте с матерью (пониженная “привязанность” к матери). Значимых различий в реакции поиска гнезда, вызванного ольфакторными стимулами (тест “ольфакторная дискриминация”), и в двигательной активности (тесты “gait reflex” и “малое открытое поле”) не выявлено. Острое введение антагониста D2-подобных дофаминовых рецепторов клебоприда за 20 мин до начала тестирования ухудшало показатели ориентированного на мать поведения у 15-дневных детенышей как “депрессивных”, так и “нормальных” крыс. Однако этот эффект был выражен больше у детенышей “депрессивных” крыс линии WAG/Rij по сравнению с детенышами “нормальных” животных, что может свидетельствовать о пониженной функциональной активности дофаминергической системы мозга у потомства “депрессивных” крыс. Предполагается, что пониженная “привязанность” к матери у детенышей крыс линии WAG/Rij может быть следствием материнской депрессии и связанной с ней пониженной материнской заботы. Кроме того, пониженная привязанность к матери у детенышей “депрессивных” крыс может быть ранним предвестником (маркером) депрессивноподобной патологии, проявляющейся у них позже (приблизительно в возрасте 3 мес.).

У крыс линии WAG/Rij в возрасте 36 дней, 3 и 6 мес. исследовали поведение в тестах свето-темнового выбора, открытого поля, потребления/предпочтения сахарозы и вынужденного плавания, концентрацию моноаминов и их метаболитов в 5 структурах мозга (префронтальная кора, прилежащее ядро, стриатум, гипоталамус, гиппокамп), а также плотность D1- и D2-подобных дофаминовых рецепторов в префронтальной коре, прилежащем ядре и вентральной тегментальной области. Установлено, что у крыс линии WAG/Rij с возрастом по мере усугубления пик-волновой активности поведенческие симптомы депрессии (повышенная иммобильность в тесте вынужденного плавания, пониженное потребление/предпочтение сахарозы), а также гипофункция мезолимбической дофаминергической системы мозга усиливаются. В возрасте 36 дней, когда фенотипические проявления absence-эпилепсии у крыс линии WAG/Rij отсутствуют, нейрохимические изменения в мозге, свидетельствующие о гипофункции мезолимбической дофаминергической системы (дефицит дофамина в прилежащем ядре), а также симптомы депрессивноподобного поведения, не выявляются. У крыс линии WAG/Rij, также как у контрольных крыс, плотность D1-подобных дофаминовых рецепторов в прилежащем ядре с возрастом уменьшалась. Тенденция к меньшей плотности D1-подобных дофаминовых рецепторов обнаружена у крыс линии WAG/Rij по сравнению с контролем в возрасте 3 мес. В отличие от контрольных крыс, у крыс линии WAG/Rij плотность D2-подобных дофаминовых рецепторов в прилежащем ядре с возрастом увеличивалась. Более высокую плотность D2-подобных дофаминовых рецепторов в прилежащем ядре у крыс линии WAG/Rij по сравнению с контролем наблюдали только в возрасте 6 мес, когда гипофункция мезолимбической дофаминергической системы мозга достигает своей максимальной выраженности, свидетельствуя о том, что это повышение является компенсаторной реакций на дефицит дофамина.

Behavior in the light-dark choice, open-field, sucrose consumption/preference and forced swimming tests, monoamines and their metabolites level in 6 brain structures (prefrontal cortex, nucleus accumbens, striatum, hypothalamus, hippocampus, amygdala), and density of D2-like dopamine receptors in 21 brain regions were studied in WAG/Rij and Wistar rats. WAG/Rij rats exhibited symptoms of depression-like behavior such as increased immobility in the forced swim test and decreased sucrose consumption/preference (anhedonia). Substantial changes in behavior indicating increased anxiety in WAG/Rij rats were not revealed. Neurochemical abnormalities suggesting hypofunction of the mesolimbic dopaminergic brain system were found in "depressive" WAG/Rij rats compared with "normal" Wistar rats: decreased levels of noradrenaline, dopamine, 3,4-dihydroxyphenylacetic acid, 3-methoxytyramine in the nucleus accumbens, and increased density of D2-like dopamine receptors in the nucleus accumbens and ventral tegmental area. Reduced levels of dopamine were also observed in the prefrontal cortex and striatum. No substantial changes in the content of monoamines and their metabolites have been revealed in the hypothalamus, hippocampus and amygdala as well as in the content ofserotonin and its metabolite 5-hydroxyindolacetic acid in all studied brain structures with the exception of increased level ofserotonin in the amygdala. Results suggest that hypofunction of the mesolimbic dopaminergic brain system (nucleus accumbens) is a neurochemical mechanism of depression-like behavior in WAG/Rij rats.

A possibility to correct behavioral symptoms of depression-like behasior in WAG/Rij rats with selective serotonin reuptake inhibitor antidepressant drug fluoxetine was studied. The efficacy of fluoxetine was compared with that of tricyclic antidepressant imipramine. Vehicle-treated WAG/Rij rats compared with the corresponding group of Wistar rats exhibited symptoms of depression-like behavior: a decreased level of exploratory activity and grooming reactions in the open field test, increased immobility in the forced swimming test, and decreased sucrose intake and preference (anhedonia). Differences in anxiety level in the light-dark choice test between WAG/Rij and Wistar rats were not found. Chronic injection of fluoxetine (5 mg/kg, i.p., for 15 days) didn't exert substantial influence on the anxiety level in the light-dark choice test both in WAG/Rij and Wistar rats. In the open field test, fluoxetine didn't significantly affect behavior of "depressive" WAG/Rij rats but induced anxiogenic effect in "normal" Wistar rats (a decrease in the number of center entries and an increase in the number of grooming reactions). In the forced swimming test, fluoxetine induced antidepressant effect (a decrease in immobility time and increase in the time of swimming) statistically significant in Wistar rats and at the level of tendency in WAG/Rij rats. In the sucrose consumption test, fluoxetine enhanced sucrose intake in "depressive" WAG/Rij rats and induced a tendency to a decrease in sucrose intake in "normal" Wistar rats. Fluoxetine didn't change sucrose preference (%) both in WAG/Rij and Wistar rats. In "depressive" WAG/Rij rats, selective serotonin reuptake inhibitor antidepressant fluoxetine was less effective than tricyclic antidepressant imipramine. However, a therapeutic effect of imipramine was apparent only after the cessation of chronic treatment. During treatment, worsening of behavioral characteristics was seen not only in "normal" Wistar rats but to an even greater degree in "depressive" WAG/Rij rats. Fluoxetine caused worsening of some behavioral characteristics only in "normal" Wistar rats. In "depressive" WAG/Rij rats, the therapeutic effect of fluoxetine developed earlier than that of imipramine and was not accompanied by an adverse side effect on behavior of animals.

Placebo-treated WAG/Rij rats (as compared to normal Wistar rats without seizure pathology) exhibited depressive-like behavior similar to that of intact rats of the same strain: decreased exploratory activity in the open field test, increased immobility in the forced swimming test, decreased sucrose consumption and preference (anhedonia). Chronic injection of tricyclic antidepressant imipramine (15 mg/kg. i.p., for 15 days) exerted a therapeutic (antidepressant) effect on depressive-like behavior in WAG/Rij rats. After cessation of antidepressant therapy, the behavior of WAG/Rij rats didn't significantly differ from that of Wistar rats. Acute (single) injection of selective D2JD3 dopamine receptor antagonist raclopride (100 mu g/kg, i.p., 15 min prior to behavioral testing) aggravated the symptoms of depressive-like behavior and suppressed antidepressant effect of chronic injection of imipramine in WAG/Rij rats, whereas it didn't exert a substantial effect on behavior of Wistar rats. Injection of D2/D3 dopamine receptor agonist Parlodel (bromocriptine) counteracted the depressive-like behavior in WAG/Rij rats and didn't exert substantial influence on behavior of Wistar rats with the exception of a decrease in immobility time in the forced swimming test. Injections of imipramine and raclopride didn't exert significant influences on the level of general locomotor activity and anxiety both in WAG/Rij and Wistar rats. The results demonstrate the dopamine-dependent character of depressive-like behavior in WAG/Rij rats, and indicate possible involvement of dopamine D2-like receptors in mediation of the antidepressant effect of imipramine on genetically determined depressive-like behavior in WAG/Rij rats.

Possible mechanisms of unilateral ischemic insults in CA1 region of hippocampus and anterior dorsal nuclei of thalamus after bilateral occlusion of common carotid arteries in rats with different types of behavior are discussed.