ISSN: 1811-0045, eISSN: 2311-9578, https://elibrary.ru/title_about.asp?id=10234; http://gpb.ifz.ru/

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И БИОСФЕРА. 2017. T. 16, № 4. С. 56−66. DOI: 10.21455/GPB2017.4-5

УДК 57.022

ФАКТОРЫ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ СТИМУЛИРУЮТ ЛОКОМОТОРНОЕ И ОРИЕНТИРОВОЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ КРЫС

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины», г. Санкт-Петербург, Россия

В большом количестве публикаций описаны результаты исследований, свидетельствующие о влиянии солнечной активности на работу мозга человека. Однако на экспериментальных животных подобные исследования практически не проводились. Цель данного исследования – изучить влияние факторов солнечной активности на локомоторное и ориентировочно-исследовательское поведение крыс.
С 26.10 по 24.12.2011 г. регистрировалось поведение отдельных крыс или их небольших групп (всего 19 крыс) в тесте «открытое поле» и при обучении оперантному добыванию пищи. Параметры солнечной активности получены из открытых баз данных в Интернете. Результаты корреляционного анализа показали, что число секторов, пройденных крысами в «открытом поле», количество обследованных ими «норок» и число добытых ими пищевых гранул положительно связаны с солнечной активностью в день исследования и в ближайшие дни до и после него. Такая связь выявлена для числа солнечных пятен, интенсивности излучения Солнца в радиодиапазоне, числа солнечных вспышек в рентгеновском и Hα-диапазоне. Факторный анализ позволил выделить два фактора, положительно связанных с поведением крыс. Один из них тесно коррелирует с радиоизлучением Солнца и поэтому может быть предположительно отнесен к его электромагнитной составляющей. Другой тесно связан с 3-часовым планетарным индексом колебаний магнитного поля Земли K, что свидетельствует о его корпускулярной природе. Эти результаты соответствуют имеющимся в литературе данным о связи параметров солнечной и геомагнитной активности с характеристиками электрической активности мозга человека и животных. Число солнечных пятен в день исследования наиболее тесно связано с поведением крыс и значимо коррелирует с обоими факторами. Поэтому данный показатель может быть использован для учета влияния солнечной активности
на поведение крыс в экспериментальной практике.

Ключевые слова: солнечная активность, мозг, крысы, поведение.

Цитируйте эту статью как: Мухин В.Н., Павлов К.И., Абдурасулова И.Н., Клименко В.М. Факторы солнечной активности стимулируют локомоторное и ориентировочно-исследовательское поведение крыс // Геофизические процессы и биосфера. 2017. Т. 16, № 4. С. 56–66. DOI: 10.21455/GPB2017.4-5.

PACS 94.05.Sd Space weather

Литература

Александров В.В. Экологическая роль электромагнетизма. СПб.: Изд-во Политех. ун-та, 2010. 716 с.

Архангельская Е.В., Грабовская Е.Ю., Коновальчук В.Н. Исследование влияния естественных гелиогеомагнитных флуктуаций на биоэлектрическую активность мозга человека // Уч. зап. Таврического нац. ун-та им. В.И. Вернадского. 2006. Т. 19 (58), № 3. С. 3–8.

Белов Д.Р., Кануников И.Е., Киселёв Б.В. Зависимость пространственной синхронности ЭЭГ человека от геомагнитной активности в день опыта // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1998. Т. 84, № 8. С. 761–774.

Каменева Е.Г., Софронов Г.А., Жирков А.М. Роль погодных факторов в изменении психофизиологического состояния здорового человека и больного ишемической болезнью сердца при воздействии солнца // Мед. акад. журн. 2014. Т. 14, № 1. С. 66–73.

Кануников И.Е., Белов Д.Р., Гетманенко О.В. Влияние геомагнитной активности на электроэнцефалограмму человека // Экология человека. 2010. № 6. С. 6–11.

Павлов К.И., Каменская В.Г. Влияние геокосмических и метеорологических факторов на психологические и психофизиологические характеристики перцептивно-моторных реакций и распознавания символов у девушек с разным уровнем ювенильности // Сознание и физическая реальность. 2013. Т. 18, № 5. С. 21–29.

Павлов К.И., Каменская В.Г. Воздействие экологических факторов на спектральные характеристики динамической функциональной асимметрии мозга человека // Психология образования в поликультурном пространстве. 2014. № 27 (3). С. 40–51.

Павлов К.И., Мухин В.Н., Каменская В.Г., Клименко В.М. Зависимость уровня активации коры головного мозга женщин от различных экологических факторов // Геофизические процессы и биосфера. 2015. Т. 14, № 4. С. 22–36.

Ходанович М.Ю., Кривова Н.А., Гуль Е.В., Зеленская А.Е. Влияние долговременного снижения уровня геомагнитного поля на биоэлектрическую активность мозга лабораторных крыс // Вестн. Том. гос. ун-та. 2011. № 348. С. 155–160.

Хорсева Н.И. Возможность использования психофизиологических показателей для оценки влияния космофизических факторов (обзор) // Геофизические процессы и биосфера. 2013. Т. 12, № 2. С. 34–56.

Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. М.: Мысль, 1976. 368 с.

Чижевский А.Л. Космический пульс жизни: Земля в объятиях Солнца. Гелиотараксия.
М.: Мысль, 1995. 767 с.

Alvarez A.S. Effects of extremely low frequencies on human health // Proc. in ARSA. 2012. № 1.

Cherry J.D., Liu B., Frost J.L., Lemere C.A., Williams J.P., Olschowka J.A., O’Banion M.K. Galactic cosmic radiation leads to cognitive impairment and increased aв plaque accumulation in
a mouse model of alzheimer’s disease // PLOS ONE. 2012. V. 7, N 12. P. e53275.

Cohen M., Wohlers A. Is there a relationship between sunspot numbers and psychiatric admissions? // Proc. of the 2nd Intern. conf. on bioelectromagnetism. 1998. P. 149–150.

Davis G.E., Jr., Lowell W.E. Solar cycles and their relationship to human disease and adaptability // Medical Hypotheses. 2006. V. 67, N 3. P. 447–461.

Gould T.D., Dao D.T., Kovacsics C.E. The open field test // Mood and anxiety related phenotypes in mice / Ed. by T.D. Gould. Totowa, NJ: Humana Press, 2009. P. 1–20.

Moldwin M. An introduction to space weather. Cambridge Univ. Press, 2008. 155 p.

Papathanasopoulos P., Preka-Papadema P., Gkotsinas A., Dimisianos N., Hillaris A., Katsavrias C., Antonakopoulos G., Moussas X., Andreadou E., Georgiou V., Papachristou P., Kargiotis O.
The possible effects of the solar and geomagnetic activity on multiple sclerosis // Clinical Neurology and Neurosurgery. 2016. V. 146. P. 82–89.

Raps A., Stoupel E., Shimshoni M. Geophysical variables and behavior: LXIX. Solar activity and admission of psychiatric inpatients // Percept Mot Skills. 1992. V. 74, N 2. P. 449–450.

Sajedi S.A., Abdollahi F. Geomagnetic disturbances may be environmental risk factor for multiple sclerosis: An ecological study of 111 locations in 24 countries // BMC Neurology. 2012. V. 12. P. 100.

Saroka K.S., Caswell J.M., Lapointe A., Persinger M.A. Greater electroencephalographic coherence between left and right temporal lobe structures during increased geomagnetic activity // Neurosci. Lett. 2014. V. 560. P. 126–130.

Stoupel E. Considering space weather forces interaction on human health: the equilibrium paradigm in clinical cosmobiology – is it equal? // J. of Basic and Clinical Physiology and Pharmacology. 2014. V. 26, N 2. P. 147–151.

Stoupel E.G., Petrauskiene J., Kalediene R., Sauliune S., Abramson E., Shochat T. Space weather and human deaths distribution: 25 years’ observation (Lithuania, 1989–2013) // J. of Basic and Clinical Physiology and Pharmacology. 2015. V. 26, N 5. P. 433–441.

Сайты в Интернете:

Space Weather Prediction Center, NOAA. 2016. URL: http://www.swpc.noaa.gov/

World Data Center for Geomagnetism, Kyoto. 2016. URL: http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/index.html

Moscow Neutron Monitor. 2016. URL: http://cr0.izmiran.rssi.ru/mosc/main.htm

Сведения об авторах

МУХИН Валерий Николаевич – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины». 197376, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12. Тел.: +7 (812) 234-14-12. E-mail: Valery.Mukhin@gmail.com

MUKHIN Valery N. – M.D., Ph.D., senior scientific researcher, FSBRI «Institute of Experimental Medicine». St.-Petersburg, Russia. Tel.: +7 (812) 234-14-12. E-mail: Valery.Mukhin@gmail.com

ПАВЛОВ Константин Иванович – кандидат психологических наук, старший научный сотрудник, ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины». 197376, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12. Тел.: +7 (960) 262-26-73. E-mail: youngexp@yandex.ru

PAVLOV Konstantin I. – Ph.D., senior scientific researcher, FSBRI «Institute of Experimental Medicine». St.-Petersburg, Russia. Tel.: +7 (960) 262-26-73. E-mail: youngexp@yandex.ru

АБДУРАСУЛОВА Ирина Николаевна – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины». 197376, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12. Тел.: +7 (812) 234-94-75. E-mail: i_abdurasulova@mail.ru

ABDURASULOVA Irina N. – Ph.D., leading researcher, FSBRI «Institute of Experimental Medicine». St.-Petersburg, Russia. Tel.: +7 (812) 234-94-75. E-mail: i_abdurasulova@mail.ru

КЛИМЕНКО Виктор Матвеевич – доктор медицинских наук, профессор, почетный доктор ИЭМ, заведующий отделом, ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины». 197376, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12. Тел.: +7 (812) 234-99-37. E-mail:
klimenko_victor@mail.ru

KLIMENKO Victor M. – M.D., Ph.D., professor, the head of division, FSBRI «Institute of Experimental Medicine». St.-Petersburg, Russia. Tel.: +7 (812) 234-99-37. E-mail: klimenko_victor@mail.ru

FACTORS OF SOLAR ACTIVITY ENHANCE THE LOCOMOTOR
AND EXPLORATORY BEHAVIOR IN RATS

V.N. Mukhin, K.I. Pavlov, I.N. Abdurasulova, V.M. Klimenko

Federal State Budgetary Research Institution «Institute of Experimental Medicine»,
St.-Petersburg, Russia

Abstract. According to the literature, solar activity affects the functioning of the human brain. However, its effect on experimental animals has not been studied. The purpose of this study was to investigate whether factors of solar activity influence behavior of rats. From October 26 to December 24, 2011, behavior of the individual rats or their small groups (N = 19) was recorded in the open field test and the operant food-uptake behavior test. Parameters of solar activity are obtained from public databases on the Internet. Results of the correlation analysis showed that the number of sectors travelled by the rats in the open field test, number of holes they investigated, and the number of food pellets they got during learning to food-uptake task were positively associated with solar activity on the day of the study and in the days before and after that. Such associations were revealed for the number of sunspots, the intensity of solar radiation in the radio range, the number of solar flares in the X-ray and
Hα-ranges. Factor analysis allowed to distinguish two factors positively associated with behavior of rats. One of them closely correlates with the solar radio flux and can therefore be presumably attributed to its electromagnetic component. The other one is closely related to the 3-hour planetary index of oscillations of the Earth's magnetic field K, and this indicates its corpuscular nature. These results correspond to the literature data on the association between the parameters of solar and geomagnetic activity and the characteristics of electrical activity of the brain of humans and animals. Behavior of rats is associated most closely with the number of sunspots on the day of the study, which parameter significantly correlates with both factors of solar activity. Therefore, this index can be used to take into account the influence of solar activity on the behavior of rats in the experimental practice.

Keywords: solar activity, brain, rats, behavior.