Влияние запуска в космос на поведение и психическое состояние собак
Влияние запуска в космос на поведение и психическое состояние собак
Поведение и психическое состояние собак может быть использовано как наглядный индикатор общего состояния живых организмов в необычных условиях и в том числе при полетах на космических кораблях, при освоении станций-лабораторий, при высадке на Луну и т. д. Попытки использования этих функций в качестве показателей степени влияния воздействий имели место при первых исследованиях жизнедеятельности собак в имитаторе кабины космического корабля (Газенко, Георгиевский, 1962), при полетах на кораблях-спутниках (Антипов и др., 1962; Журавлев, 1962).
Говоря о поведенческих реакциях и о психике животных, надо отметить, с одной стороны, стойкую их сохранность (пищевого, оборонительного поведения, реагирования на человека), с другой — сильное изменение некоторых моментов поведения (выпадение сложных форм поведения, возникновение беспорядочных и лишних движений, а также малолабильных форм движений и позных состояний, появление скуления, стонов, озвученного дыхания). Характер этих изменений зависел от эмоционального состояния, сильного утомления, большого перенапряжения и определялся сдвигами в нервной деятельности и в психическом состоянии собак.
Рис. 32. Подготовка животных к полету
Вопросы поведения и психики животных экспериментально и теоретически разрабатывались еще на ранних стадиях развития биологической науки. Большим в этом отношении вкладом были разработанные в лабораториях И.П. Павлова объективные методические приемы: с их помощью определялось восприятие и другие психические функции животных (Орбели, 1961–1968; Зеленый, 1907; и др.). В последнее время были опубликованы экспериментально-теоретические работы по вопросам физиологии мозга, раскрывающие механизмы поведения и психические функции мозга. Несмотря на это, изучение поведения и психики животных продолжало оставаться нелегкой задачей. Это объяснялось сложностью самого объекта исследования, трудностями его расчленения, отсутствием четких объективных критериев поведенческих и психических реакций. Известную трудность представляли вопросы объективной регистрации поведения.
Рис. 33. В первые минуты после возвращения из космоса
Рис. 34. Собаки, побывавшие в космосе: Стрелка, Чернушка, Белка, Звездочка
В излагаемых ниже опытах была сделана попытка выработать у собак определенное поведение, охарактеризовать основные его моменты и по ним дать оценку психического состояния после орбитальных космических полетов. Эксперименты проводились на собаках Белке, Стрелке и Жульке.
В качестве объекта изучения было выбрано поведение животных при перемещении — ходьбе, т. е. хорошо сложившаяся в филогенезе функция, вырабатываемая и автоматизирующаяся в онтогенезе. Она почти никогда не бывает полностью утраченной, но может существенно изменяться (темп движений, рисунок походки и т. д.).
Перемещение изучалось с помощью снаряда: трехметровой деревянной доски шириною 13 см и двух тумб, в пазы которых вкладывались концы доски; бум располагался на разной высоте: 5, 45 и 125 см. В доску через каждые 25 см были вмонтированы катушки индукции. При перемещении собак, на одной из передних лап которых был привязан магнит, на ленте электрокардиографа возникали отметки. По этим отметкам определялся латентный период перемещений, скорость прохождения животным всего пути и его отрезков, задержки, участки бума, где собака соскакивала с доски, откуда она начала прыгать на тумбу, латентный период прыжка и т. д.
Перемещение по доске вырабатывалось с помощью дрессировки по методу В.Л. Дурова (Дуров, 1924; Герд, 1957) в два этапа на маленькой высоте бума и на большой. В качестве раздражителей использовались наталкивающие натуральные воздействия, а затем искусственный сигнал. Подкрепляющими раздражителями были кусочки мяса или колбасы, подаваемые по дозированной системе (Герд, 1958).
В результате собаки перемещались по буму в среднем через 5 сек. после подачи одного-двух искусственных сигналов. Животные шли по всей длине (300 см) доски (независимо от высоты). В 40–70 см от ее конца они прекращали движения и прыгали на вторую тумбу. Чтобы ответить на вопрос о том, как происходила ходьба на узкой доске, подошвы лап животных смазывались краской (Коган, 1969). Смещенной, суженной и расширенной считалась ходьба при условии отклонения животных от средней линии доски, а также при изменении ширины шага.
В табл. 18 приведено время перемещения по буму разных собак (три последних занятия). Пульс, кровяное давление, дыхание и температура тела до запуска изменялись в пределах нормы.
С помощью описанной методики делалась попытка путем исследования ряда поведенческих реакций оценить особенности психических функций, например восприятие и внимание, а также координацию движений. О функциях восприятия и внимания судили по скорости реагирования собак на искусственный сигнал, по скорости оценки ими расстояния для прыжка на тумбу, по количеству пробующих движений и т. д. Такие показатели, как потеря равновесия во время движения по доске, задержки, соскакивания с бума и, особенно в начале перемещения, неудавшиеся прыжки на тумбу, были показателями нарушений координации.
Таблица 18
До запуска функции восприятия и внимания, а также координация движений собак, перемещающихся по доске, были нормальными, четко было сформировано сигнальное значение внешних раздражений. Собаки верно оценивали опорные возможности бума, расстояние для прыжка на вторую тумбу. Прыжки с тумбы на пол осуществлялись с правильных исходных позиций и предполагали мгновенную двигательную и сенсорную ориентировку.
Во время проведения этой пробы животные выражали положительные эмоции: помахивали хвостом, осуществляли специфические движения с ориентацией на человека, спокойно вели себя во время перемещения, у них не было эмоциональной напряженности или вялости, при движении по доске отсутствовал страх. Реакции вегетативной системы были нормальными.
Все это свидетельствовало о неудовлетворительном состоянии рецепторных функций и рабочих механизмов ходьбы и позволяло сделать вывод о хорошем состоянии отдельных поведенческих компонентов и психических реакций собак.
После запуска поведенческие реакции собак при перемещении по доске на высоте 105 см, и это видно из табл. 19, значительно изменились. Животных было трудно заставить идти по доске. Экспериментатору приходилось много раз подавать сигналы, и собаки впервые вступили на доску только после четырех или пяти групп побуждающих попыток экспериментатора. Еще больше усилий требовалось для того, чтобы заставить их идти по доске. Сделав один-два шага, они стремились повернуть назад, а четыре-пять — спрыгнуть с доски. Все это говорило о том, что животные заранее оценивали эти действия как неблагоприятные, и такая оценка, судя по начальным шагам и прыжкам (часто прыжкам-падениям), соответствовала действительной оценке возможностей собак.
Перемещения до конца доски впервые были получены у Белки после 11 групп повторных попыток, у Жульки — после 25 и у Звездочки — после 13. Поведенческие реакции этих животных были различными. Белка перемещалась по доске быстро, без задержек и пробующих движений. Значительные отклонения лап от средней линии перемещения, их постановка на самый край и скольжение, другие виды потери равновесия преодолевались животным в ходе движения, зачастую путем увеличения скорости и увеличения двигательных ошибок. Создавалось впечатление, что если бы не такая скорость, животное не могло бы перемещаться по доске.
Таблица 19. Характеристика перемещения собак по доске до и после запуска в космос
Жульку, наоборот, характеризовало медленное движение, большое количество задержек, пробующих движений. В связи с этим количество потерь равновесия у этой собаки было меньше, чем у Белки. Передвижение по доске и прыжки с нее часто совершались без необходимой предварительной ориентировки и с неправильных позиций, собаки долго примеривались, а касаясь пола, плохо пружинили тело. Все это говорило об ухудшении координации движений.
Об ухудшении восприятия и понижении внимания у Белки говорили двигательные ошибки, связанные с неверной оценкой ширины доски, расстояний и т. д., часто они кончались потерями равновесия, а иногда и падениями. Те же явления имели место и у двух других собак.
Интересным феноменом было появление движений, которые не наблюдались до запуска, а после запуска у Жульки, Стрелки и Звездочки получили широкое распространение. Условно такие действия были названы пробными. Собаки, находясь на доске, делали попытку поставить на очередную позицию переднюю лапу, но, еще не начав перемещать на нее центр тяжести, переставляли эту лапу в исходное положение, а затем в другое место. Иногда пробные движения имели еще менее завершенную форму: животные проводили лапой или дотрагивались ею до поверхности доски и тут же убирали ее снова. В ряде случаев они ограничивались подобным движением, не касаясь доски. Все это свидетельствовало о том, что после запуска собаки не могли в оценке опорных поверхностей ограничиваться показаниями зрительного анализатора и в наиболее ответственные моменты привлекали также и другие виды ориентировки.
Эмоциональное состояние собак во время этих проб после космических полетов было неудовлетворительным. Отмечалась одеревенелость мускулатуры, в некоторых случаях дрожь, что говорило о страхе. Помахивания хвостом не регистрировались. Были случаи непроизвольных мочеиспусканий и дефекации.
После перемещения по буму животные часто не реагировали на многие раздражители. Иногда дышали открытой пастью, часто и поверхностно, иногда ложились и почти не двигались. Все это производило впечатление сильной утомленности, совершенно не регистрируемой до запуска в космос.
Для оценки психического состояния собак также были использованы эмоциональные пробы. Полученные при этом данные, сведенные в табл. 20, говорят о значительном неблагоприятном изменении вегетативных реакций. Пробы, очевидно, вызывали в психике собак существенные сдвиги, не типичные для их нормального состояния. Движения были скованы, мускулатура напряжена, отмечалась дрожь тела, скуление, непроизвольное выделение мочи, вялость, ненормальная расслабленность, неподвижность или патологическая торопливость.
Таблица 20. Частота пульса и дыхания животных, время удерживания груза при эмоциональных пробах на 2–3-й день после запуска
Судя по сокращению времени удерживания груза и по ярко выраженным отрицательным поведенческим реакциям при нагрузках (скуление, попытки лечь на гвозди, прислониться к стенке и т. д.), собаки после запуска в космос стали быстро утомляться.
Таким образом, полученные факты говорят о значительном ухудшении ряда поведенческих реакций собак, связанных с их восприятием, эмоциональным состоянием, координацией движений. Значит, запуск в космос влиял на поведение и психическую деятельность собак.
Сопоставление этих данных с данными, приведенными в предыдущем разделе, позволяет говорить о соответствии материалов, характеризующих поведение животных, материалам, определяющим другие изменения.
Поведение собак отражало характер тех сдвигов, которые были зарегистрированы при анализе реакций центральной нервной системы. Возникновение движений ходьбы и быстрое их прекращение, замедленность и вялость реакций собак, по-видимому, объяснялись ухудшением у них процессов возбуждения, их взрывчатостью и быстрой истощаемостью, а также нарушением процессов активного торможения и, наоборот, развитием пассивного. Об ухудшении активных видов торможения говорит неудовлетворительная ориентировка животных на доске и неточность их движений, о развитии пассивных движений — быстрая утомляемость и сонливость. Интересно, что в приведенных нами фактах отчетливо прослеживались и более детальные характеристики поведения, определяемого сдвигами в центральной нервной системе. Так, например, у Белки была обнаружена повышенная возбудимость, большая, чем у Жульки и Стрелки, и соответственно этому поведение этой собаки характеризовалось более быстрым появлением неточных реакций, скорыми и торопливыми движениями.
Наоборот, факты, подтверждающие связь характера изменения поведения с типом высшей нервной деятельности, в наших опытах не были обнаружены. Белка, да и Жулька, во время опытов, направленных на выявление особенностей их высшей нервной деятельности, были отнесены к числу собак с сильной нервной системой, и тем не менее после запуска их поведение изменялось более значительно, чем, например, у Звездочки, у которой ни процесс возбуждения, ни процесс торможения во время предварительных обследований не обладали такой силой, как у Белки и Стрелки.
Особо следует остановиться на резком ухудшении эмоционального состояния собак после запуска.
Выше было показано, что угнетенность психики у некоторых собак возникает после их длительного пребывания в камере. Здесь тот же эффект в его яркой форме был достигнут после запуска в космос. Поскольку мы наблюдали его в сочетании со сдвигами в центральной нервной системе, а эти сдвиги, как доказано в предыдущем разделе, были характерны для животных, использованных в полетах, то ухудшение психического состояния следовало признать результатом значительных сдвигов в высшей нервной деятельности собак. Очевидно, при резких неблагоприятных изменениях в области возбудительных и тормозных процессов, описанные изменения психических процессов обусловливают чрезмерно осторожное и неактивное поведение животных и тем самым позволяют избегать сильных раздражителей. В этом заключается, по-видимому, один из механизмов адаптации собак к состоянию их центральной нервной системы.