ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ РАЗМЕРОВ МОЗОЛИСТОГО ТЕЛА. Ис-

следование этой проблемы на генетических моделях (линиях мышей) продиктовано необходимостью выяснить механизмы нарушений строения мозолистого тела у человека.

Мозолистое тело (corpus callosum) представляет собой мощный проводящий путь (т.е. состоит из аксонов нейронов новой коры), функцией которого считается интеграция процессов возбуждения и торможения двух полушарий (подробнее см.: Шульговский, 1997; Lipp, Wahlsten, 1992).

Мозолистое тело соединяет между собой как гомотопические, т.е. зеркально расположеннные, так и гетеротопические зоны новой коры. В норме размер мозолистого тела, а следовательно, число волокон, связывающих два полушария, варьирует, причем выявить какие-либо корреляции с физиологическими функциями не удается.

Как в XIX в., так и в первой половине XX в. полное отсутствие мозолистого тела (агенез) у человека можно было обнаружить только post mortem (после смерти). С развитием метода компьютерной томографии оказалось возможным определять размеры мозговых структур и мозолистого тела, в частности, прижизненно. Это дало возможность оценить корреляции морфогенетического дефекта этой структуры с уровнем интеллектуального развития, выполнением вербальных тестов, функциональной асимметрией и другими психофизиологическими особенностями личности. Оказалось, что недоразвитие и/или полное отсутствие мозолистого тела не препятствует формированию нормальной речи (за исключением некоторых тонкостей, например способности к подысканию рифм). В то же время отмечено, что при недоразвитии мозолистого тела испытуемые имеют трудности с быстрым выполнением заданий, требующих двусторонней двигательной координации (Jeeves, 1986, цит. по: Lipp, Wahlsten, 1992). В целом у испытуемых с недоразвитием мозолистого тела коэффициент интеллектуальности IQ (см.: Равич-Щербо и др. 1988; Фогель, Мотульский, 1990) был несколько ниже среднего.

У крупных млекопитающих – лошадей, крупного рогатого скота, обезьян – недоразвитие мозолистого тела встречается редко, в отличие от лабораторной мыши, где это нарушение строения мозга наблюдается часто. У нескольких сублиний инбредной линии BALB/c, у линий 129/J, I/Ln и DDN недоразвитие или полное отсутствие мозолистого тела встречается в разном проценте случаев (Lipp, Wlialsten, 1992). В частности, у мышей линии I/Ln и сублинии BALB/cWahl оно полностью отсутствует почти у 100% животных. Не обнаружено никаких физиологических или поведенческих особенностей, по которым можно было бы определить степень развития этой структуры у мыши, кроме прямого анатомического исследования мозга.

Установлено, что причиной недоразвития или отсутствия мозолистого тела в мозге мыши является особенность процесса формирования межполушарных аксонных связей в период внутриутробного развития. Причиной возникновения дефекта является, по-видимому, задержка процесса роста аксонов, образующих мозолистое тело. В результате аксоны не могут преодолеть препятствие в виде тяжа глиальных клеток, расположенного у них на пути. Часть таких волокон все-таки прорастает в противоположное полушарие, иногда "используя" для этого гиппокампову коммиссуру. Другая часть растет в том же полушарии по его продольной оси, образуя так называемый пучок Пробста (по имени ученого, его впервые описавшего – Probst, 1901, цит. по: Lipp, Wahlsten, 1992).

В какой степени мозг новорожденной мыши будет аномальным, зависит от ряда факторов, одним из которых являются условия питания плода в организме матери. Оказалось, что если в процессе развития эмбрионов самка мыши еще продолжает выкармливать молоком предыдущий помет, то вероятность недоразвития мозолистого тела у детенышей нового помета оказывается выше (Wahlsten, 1982).

Генетические исследования линий, подверженных этому анатомическому дефекту, показали, что недоразвитие мозолистого тела определяется, по-видимому, только двумя генами с аутосомной локализацией.

Для оценки влияния недоразвития мозолистого тела на поведение было проведено сравнение линий животных с нормальным мозолистым телом и с его полным отсутствием (агенезом). Очевидно, что обнаруженные межлинейные различия можно будет связать с различиями в строении мозолистого тела лишь предположительно, поскольку инбредные линии различаются между собой по очень большому числу локусов, каждый из которых потенциально также может определять особенности поведения. В связи с этим предполагаемую роль мозолистого тела необходимо проанализировать дополнительно. Было исследовано поведение мышей линий BALB/c, 129/J или DDN, особи которых варьируют по степени развития мозолистого тела, а также поведение потомков от скрещивания двух линий с изменчивостью этого морфологического признака (Lipp, Wahlsten, 1992).

Для анализа поведения таких гибридов было выбрано предпочтение одной из лап в пищевой пробе. В таком тесте в узкую трубку помещают маленький кусочек пищи, который мышь может достать только одной лапой. Устойчивость в предпочтении правой или левой лапы часто оказывается четкой индивидуальной характеристикой животного. Оказалось, что недоразвитие или полное отсутствие мозолистого тела отрицательно влияет на склонность животного пользоваться только одной лапой (Lipp, Wahlsten, 1992). Мыши с недоразвитием и полным отсутствием мозолистого тела достоверно слабее выполняли специальный тест на координацию движений задних конечностей. Обучение навыку побежки в 7-образном лабиринте, где животные обучаются побежкам направо или налево в зависимости от текстуры внутренних стенок лабиринта, у мышей /29/7и, в особенности, у I/Ln сильно нарушено. В то же время у них не отмечается особых дефектов при обучении реакции активного избегания в челночной камере. В тесте водного лабиринта Морриса формирование пространственного навыка отыскания невидимой платформы также не показывает заметной корреляции с размером мозолистого тела, исключение составляли мыши линии I/Ln, которые медленно выполняли тест из-за сильной тенденции к плаванию малыми кругами.

Поведение мышей с недоразвитием мозолистого тела изучено еще недостаточно, в частности неясно, в какой степени у них изменена латерализация* функций, отражающая специфику физиологии больших полушарий.

Линии мышей с разной степенью дефекта развития мозолистого тела представляют собой уникальную биологическую модель для оценки поведения у генетически идентичных животных и выявления особенностей поведения, порождаемых именно данным нейроана-томическим дефектом.

8.6.7.4. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЧИСЛА НЕРВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ПОВЕДЕНИЕ.Как мы уже видели, существует генетически детерминированная изменчивость размеров некоторых структур мозга. Оказалось, что успешность выработки двусторонней реакции активного избегания в челночной камере положительно коррелировала не только с общим объемом гиппокампа, но и с числом гранулярных клеток зубчатой фасции (Wimer et al., 1983).

Латерализация, т.е. специализация функций правого и левого полушарий, привлекает все большее внимание исследователей и обнаруживается не только у человека (Спрингер, Дейч, .1977), но и у многих животных (Бианки, Филиппова, 1987).

Используя подсчеты числа нейронов в ряде полей гиппокампа и методы классического генетического анализа, Ц. и Р. Ваймеры (С. Wimer, R. Wimer, 1982, 1989) действительно, показали, что количество нейронов основных полей гиппокампа определяется небольшим числом генов (от 2 до 5). В дальнейшем межлинейные различия в числе нейронов были обнаружены и в других исследованиях. Число дофаминергических нейронов в вентральном отделе ствола у линии СВА оказалось меньше, чем у улинии BALB/c. Такие же межлинейные различия были найдены в гипоталамусе. Сравнение других линий показало, что в голубом пятне у линии BALB/c катехоламинергических клеток на 38% меньше, чем у линии C57BL. По данным другой работы, у мышей линии DBA/2 в медиовентраль-ном гипоталамусе имеется клеточное скопление – так называемая pal's compacta, тогда как у мышей линии C57BL/6 оно отсутствует, а у самок DBA/2 его объем на 80% больше, чем у самцов. Количество нейронов в этих отделах коррелирует с некоторыми показателями исследовательской активности (см.: Полетаева, Романова, 1990).

Возможно, что одна из причин изменчивости числа клеток взрослого мозга – различия в числе клонов, формирующих данный участок мозга, и/или в числе митотических делений исходной клетки перед началом дифференцировки. Еще одной причиной генетически обусловленных различий в числе клеточных элементов нервной системы могут быть вариации в действии генетически контролируемой системы апоптоза – так называемой "программированной гибели клеток" в процессе нейрогенеза (см.: Finlay et al., 1987).

В разделе 8.2.5 были частично рассмотрены возможные механизмы реализации изменчивости поведения. Одним из них могут быть межвидовые (при сравнении близких видов), межлинейные и/или межпопуляционные различия в порогах проявления дискретных поведенческих актов ФКД. Межлинейные различия в числе стоек или норковых реакций или же, например, в частоте проявления таких видоспецифических реакций, как подтаскивание детенышей к гнезду (Humick, 1973), или в движениях при постройке гнезда (Lynch, 1980) и др., могут быть отражением существования разных порогов проявления этих движений. Эти различия, по крайней мере частично, могут быть связаны и с разным числом нервных элементов в важной для выполнения данного поведения мозговой структуре.

Несомненная связь между числом нервных элементов в мозге и сложностью поведения существует на уровне межвидовых сравнений и сравнений между более крупными таксономическими единицами, однако можно предположить существование и более тонкой зависимости на внутривидовом уровне.