Сравнительный анализ динамики моторного и пространственного обучения у животных, переживших пренатальную гипоксию

Данные современной нейробиологии свидетельствуют о критической зависимости формирования нервной системы от условий внутриутробного развития. Гипоксия плода и/или новорожденного – одна из основных причин нарушений в развитии головного мозга, которые могут проявляться в более позднем возрасте в виде когнитивных расстройств, проблем с обучением, памятью и вниманием, движениями и эмоциями. В работе исследовали влияние пренатальной гипоксии, перенесенной в критические для развития и созревания мозга периоды, на способность белых крыс к моторному и пространственному обучению. Самцы, пережившие острую предродовую гипоксию, оказались наиболее чувствительными к ее воздействию, продемонстрировав в месячном возрасте как дефицит моторного обучения, воспроизведения и сохранения моторных навыков, так и ухудшение решения когнитивной задачи в Т-образном лабиринте. Острая гипоксия периода раннего органогенеза практически не оказала воздействия на способность животных перипубертатного возраста к моторному и пространственному обучению. Комплексное тестирование с использованием модифицированной методики обучения на вращающемся стержне позволяет более полно оценить последствия гипоксического повреждения мозга, что важно для ранней диагностики и разработки программ реабилитации.

1. Sidorova I.S., Nikitina N.A., Unanyan A.L., Ageev M.B. Development of the human fetal brain and the influence of prenatal damaging factors on the main stages of neurogenesis. Russian Bulletin of Obstetrician-Ginekologist. 2022;22(1):35–44.

2. Kostovic I., Judas M. Embryonic and fetal development of the human cerebral cortex. Brain Mapping. 2015;2:167–175.

3. Piešová M., Mach M. Impact of perinatal hypoxia on the developing brain. Physiol. Res. 2020;69(2):199–213.

4. Orzeł A., Unrug-Bielawska K., Filipecka-Tyczka D., Berbeka K., Zeber-Lubecka N., Zielińska M., Kajdy A. Molecular pathways of altered brain development in fetuses exposed to hypoxia. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(12):10401.

5. Mabry S., Wilson EN., Bradshaw JL., Gardner JJ., Fadeyibi O., Vera E Jr., Osikoya O., Cushen SC., Karamichos D., Goulopoulou S., Cunningham RL. Sex and age differences in social and cognitive function in offspring exposed to late gestational hypoxia. Biol. Sex Differ. 2023;14(1):81.

6. Graf A., Trofimova L., Ksenofontov A., Baratova L., Bunik V. Hypoxic adaptation of mitochondrial metabolism in rat cerebellum decreases in pregnancy. Cells. 2020;9(1):139.

7. Shiotsuki H., Yoshimi K., Shimo Y., Funayama M., Takamatsu Y., Ikeda K., Takahashi R., Kitazawa S., Hattoriet N. A rotarod test for evaluation of motor skill learning. J. Neurosci. Methods. 2010;189(2):180–185.

8. Howard L.M., Khalifeh H. Perinatal mental health: a review of progress and challenges. World Psychiatry. 2020;19(3):313–327.

9. Gennaro S., Melnyk B.M., Szalacha L.A, Gibeau A.M., Hoying J., O’Connor C.M., Cooper A.R., Aviles M.M. Effects of two group prenatal care interventions on mental health: an RCT. Am. J. Prev. Med. 2024;66(5):797–808.

10. Lautarescu A., Craig M.C., Glover V. Prenatal stress: Effects on fetal and child brain development. Int. Rev. Neurobiol. 2020;150:17–40.

11. Wang B., Zeng H., Liu J., Sun M. Effects of prenatal hypoxia on nervous system development and related diseases. Front. Neurosci. 2021;15:755554.

12. Lu G., Rili G., Shuang M. Impact of hypoxia on the hippocampus: a review. Medicine (Baltimore). 2025;104(12):e41479.

13. Graf A.V., Maslova M.V., Artiukhov A.V., Ksenofontov A.L., Aleshin V.A., Bunik V.I. Acute prenatal hypoxia in rats affects physiology and brain metabolism in the offspring, dependent on sex and gestational age. Int. J. Mol. Sci. 2022;23(5):2579.

14. Stratilov V., Potapova S., Safarova D., Tyulkova E., Vetrovoy O. Prenatal hypoxia triggers a glucocorticoid-associated depressive-like phenotype in adult rats, accompanied by reduced anxiety in response to stress. Int. J. Mol. Sci. 2024;25(11):5902.

15. Monteleone M.C., Pallarés M.E., Billi S.C., Antonelli M.C., Brocco M.A. In vivo and in vitro neuronal plasticity modulation by epigenetic regulators. J. Mol. Neurosci. 2018;65(3):301–311.

16. Xu H., Liu Y.-Y., Li L.-S., Liu Y.-S. Sirtuins at the crossroads between mitochondrial quality control and neurodegenerative diseases: structure, regulation, modifications, and modulators. Aging Dis. 2023;14(3):794–824.

17. McCarthy M.M., Nugent B.M., Lenz K.M. Neuroimmunology and neuroepigenetics in the establishment of sex differences in the brain. Nat. Rev. Neurosci. 2017;18(8):471–484.

18. Bale T.L., Epperson C.N. Sex differences and stress across the lifespan. Nat. Neurosci. 2015;18(10):1413–1420.

19. Bland ST, Schmid MJ, Der-Avakian A, Watkins LR, Spencer RL, Maier SF. Expression of c-fos and BDNF mRNA in subregions of the prefrontal cortex of male and female rats after acute uncontrollable stress. Brain Res. 2005;1051(1–2):90–99.

20. Hayley S., Du L., Litteljohn D., Palkovits M., Faludi G., Merali Z., Poulter M.O., Anisman H. Gender and brain regions specific differences in brain derived neurotrophic factor protein levels of depressed individuals who died through suicide. Neurosci. Lett. 2015;600:12–16.

21. Spencer-Segal J.L., Tsuda M.C., Mattei L., Waters E.M., Romeo R.D., Milner T.A., McEwen B.S., Ogawa S. Estradiol acts via estrogen receptors alpha and beta on pathways important for synaptic plasticity in the mouse hippocampal formation. Neuroscience. 2012;202:131–146.

22. Hyer M.M., Phillips L.L., Neigh G.N. Sex differences in synaptic plasticity: hormones and beyond. Front. Mol. Neurosci. 2018;11:266.

23. Li G., Liu J., Guan Y., Ji X. The role of hypoxia in stem cell regulation of the central nervous system: From embryonic development to adult proliferation. CNS Neurosci. Ther. 2021;27(12):1446–1457.

24. Herculano-Houzel S. Numbers of neurons as biological correlates of cognitive capability. Curr. Opin. Behav. Sci. 2017;16:1–7.

25. Spritzer M.D., Roy E.A. Testosterone and adult neurogenesis. Biomolecules. 2020;10(2):225.