Пищевая модуляция когнитивной структуры у собаки

Пищевая модуляция когнитивной структуры у собаки

Технологии Когнитивных функций собак
Toronto, Ontario, Canada

Глоссарий
ALCAR: Acetyl-L-Carnitine – Ацетил-L-Карнитин
AOX: Antioxidants - Антиоксиданты
BPB: Brain Protection Blend – смесь нейропротективных нутриентов
DHA: Docosahexanoic Acid - докозогексаеновая жирная кислота
DNMP: Delayed Non-Matching-To-Position-Task
LA: Lipoic Acid – Липоевая кислота
MCT: Medium-Chain Triglycerides – Триглицериды со средней длинной цепочки
OA: Osteoarthritis - Остеоартрит
TGTA: Toronto General Test Apparatus - cтандартизированные тестовые лабораторные условия

Аннотация

Когнитивная функция – это достаточно свободный термин, если он используется по отношению к собакам; здесь имеется в виду их умственная деятельность, включающая в себя ряд различных процессов, которые влияют на способность собаки приспосабливаться к окружающей среде, поддаваться дрессировке и взаимодействовать с людьми. Когнитивные (Познавательные) способности у собак могут изменяться в зависимости от их возраста, у пожилых животных возможно развитие некоторых форм деменции.

В данной статье приводятся результаты изучения когнитивных способностей собак, а также полученные доказательства в пользу того, что когнитивные процессы собак до некоторой степени зависят от их питания и могут быть изменены посредством изменения рациона.

Особое внимание будет уделено тем исследованиям, в которых содержалась попытка варьировать состав необходимых питательных веществ с целью разработки таких питательных стратегий, которые бы способствовали противодействию отрицательному влиянию возраста на когнитивную активность собак.

Структура когнитивной активности собак

Когнитивная активность (познание) у собак, также, как и у людей, относится к процессам умственной деятельности, определяющим то, как собака воспринимает окружающий мир, и то, каким образом она приспосабливается к окружающей среде и происходящим в ней изменениям. Познание является динамическим, а не статическим процессом, причем уровень когнитивных способностей заметно различается от одного животного к другому. Когнитивный уровень также меняется с возрастом.

Наш подход к изучению познавательной активности собак во многом повторяет подход, предпринятый гуманными нейропсихологами в ходе исследований когнитивной деятельности человека.

Нейропсихологи в большинстве своем признают то, что познание не является унитарной функцией, но включает в себя набор компонентов, которые принято называть сферами (областями) активности, которые являются относительно независимыми друг от друга но при этом связаны друг с другом в единую систему умственной деятельности. В отношении человека, The National Institute of Health определил наличие следующих шести компонентов: “исполнительная функция”, "внимание", "оперативная память", " кратковременная память", "скорость обработки информации" и “язык” (см. www.nihtoolbox.org).

Мы же постарались, насколько это было возможным, разработать стандартизированный набор тестов, которые бы применялись по отношению к собакам, для оценки развитости у них каждого из упомянутых компонентов. В качестве отправной точки мы разработали стандартизированные тестовые лабораторные условия, получившие название TGTA (Toronto General Test Apparatus). За основу были взяты условия, в которых ранее изучались когнитивные способности приматов (кроме человека)[1] . Имелось устройство( помещение/комната), в которое помещались собаки, и передвижной лоток, который экспериментатор мог использовать для того, чтобы давать животным различные тестовые задания (См. Рис. 1).


Рис. 1. Действующая версия лабораторных условий тестирования собак в Торонто.

Рисунок 2 иллюстрирует то, каким образом мы использовали нашу тестовую систему для постановки двух связанных друг с другом задач, а также то, как наблюдение за выполнением поставленных задач помогает нам лучше понять когнитивную структуру.

В обоих примерах (параллельные задачи на пространственную ориентацию) перед испытуемыми стояли три разные проблемы. В каждом случае у собак имелись две одинаковые пары предметов в разных местах комнаты, и для каждой пары лишь одна позиция была обозначена как правильная.

В первом случае правильное расположение было близким к собаке с правой стороны. Во втором случае правильное расположение было справа от собаки в первом и третьем паттернах, но слева во втором паттерне. Собаки выполняли до 15 учебных испытаний по каждому из заданий ежедневно, пока они не научились правильно реагировать на все три ситуации.

Чтобы далее развить наши задания, мы сначала протестировали 16 собак на первом наборе задач (Задание 1). Всех собак подразделили на 2 группы: старых (возраст>9 лет) и взрослых (возраст <6 лет). По завершению первой части Задачи 1 испытуемые прошли тестирование на выполнения задач реверсивного обучения, когда в каждом из случаев изменяли правильное расположение объектов. В Задаче 2, мы протестировали 7 старых и 7 взрослых собаки на предмет выполнения первичных и реверсивных заданий.

Все испытуемые собаки научились выполнять Задание 1 в течение трех тестовых дней (от 30 до 90 учебных испытаний), причем как при установочном, так и при реверсивном обучении не было выявлено существенных когнитивных различий между старыми и молодыми собаками. (См. Рис. 3). В задании 2, которое было более сложным, сказались возрастные различия испытуемых собак: старые собаки учились медленнее и делали больше ошибок, чем более молодые собаки.


Рис. 3. Выполнение старыми и молодыми собаками двух разных параллельных задач при обучении пространственной ориентации. Обучение оценивается на основе количества ошибок, сделанных до момента достижения задачи обучения. Обратите внимание на различия показателей на оси Y.

Доказательства наличия у собак отдельных когнитивных функций

До сих пор мы демонстрировали то, что можно поставить перед собаками разные виды задач, которые бы существенно различались как по степени трудности, так и по отношению к возрасту испытуемых. В приведенном выше примере две задачи, которые казались практически идентичными, оказались абсолютно разными по уровню сложности. Мы полагаем, что это связано с тем, что решения этих проблем связаны с разными познавательными процессами. Первая задача оказалась простой, так как, для того чтобы правильно выполнить задание, испытуемым нужно было лишь научиться реагировать на ближайший к ним объект, расположенный с правой стороны. Эта стратегия уже не могла сработать при решении второй задачи.

Если посмотреть на каждую из трех проблем отдельно друг от друга, то в первом задании все три задачи оказываются примерно одинаково трудными. Однако во втором задании обе группы собак сделали значительно больше ошибок по второй проблеме, чем по первой или третьей. (См. Рис. 4).


Рис.4. Ошибки как функциональная и возрастная проблема при решении двух различных вариантов параллельных задач пространственной ориентации.

Вышеприведенные результаты обеспечивают 2 линии доказательств наличия у собак различных когнитивных сфер. Во-первых, проявленные собаками различия по тому, насколько сложно им было выполнять задачи, а также по характеру допущенных ими ошибок позволили нам предположить, что для того, чтобы научиться правильно решать задачи 1 и 2, собакам понадобились 2 разных процесса. Во-вторых, успешность выполнения Задачи 2, в отличие от Задачи 1 оказывается зависящей от возраста собак: старые собаки проявили себя здесь менее успешно, чем молодые.

Zanghi с соавторами[2] представил более прямые доказательства того, что когнитивные сферы, по крайней мере, частично, независимы друг от друга. Они начали с того, что для изучения оперативной памяти оценили полученные показатели активности собак из старшей возрастной группы при помощи теста на замедленную или неверную пространственную ориентацию(DNMP). На основании правильности выполнения испытуемыми заданий, собаки были ранжированы и названы хорошими, средними или плохими исполнителями. Затем испытуемых поощряли выполнять двигательное учебное задание и задание на тренировку внимания.

Задача на внимание ставилась для того, чтобы можно было оценить способность собак обнаруживать и реагировать на уже известное им вознаграждение, при этом собакам давались от одной до трех альтернативных возможности. Выполнение этой задачи зависит от общего количества предложенных вариантов, причем, чем больше их число, тем больше количество допускаемых ошибок. Несмотря на значительные различия между группами собак при выполнении ими заданий на проверку памяти, они не проявили существенных различий в заданиях на внимание. Это доказывает то, что собаки с разными способностями к запоминанию совсем не обязательно будут отличаться и по способностям проявлять выборочное внимание по отношению к определенному объекту. (См. Рис. 5).


Рис. 5. Успешность выполнения теста на селективное внимание как демонстрация собаками умения выполнять задачи на пространственную память при наличии отвлекающих факторов (HMP: хорошие исполнители; MMP: умеренные исполнители; LMP: плохие исполнители).

Двигательное учебное задание предусматривало обучение собак приближаться к предмету и передвигать его, чтобы получить съедобное поощрение, которое находилось под этим предметом. Выполнение задания было основано на обеспечении максимального расстояния между искомым предметом и собакой, на что собака должна была успешно реагировать. При выполнении этого задания, не было проявлено никаких различий в успешности выполнения среди собак любой из трех групп.

В общей сложности полученные результаты показывают, что успешность выполнения собакой заданий на тренировку памяти не может точно предсказать ее успешность в выполнении двигательных заданий или же заданий на внимание. Все это свидетельствует в поддержку сделанного ранее предположения о том, что поставленные собакам задания апеллировали к функционально отдельным сферам их когнитивной деятельности.

Стратегии разработки программы питания, направленной на сохранение когнитивных способностей собак

Потенциальная значимость изменений в диетах собак, так же как и у человека, проявляется во многих областях. Как состав, так и количество потребляемой собаками пищи могут стать ключевыми факторами развития у них потенциально патологических состояний, таких как ожирение и остеоартрит, отрицательно влияющих на качество их жизни[3]. Так, компания Nestle Purina провела лонгитюдное исследование последствий некоторых ограничений в рационе кормления собак. В том числе были изучены долгосрочные последствия снижения калорийности их пищи[4]. 6-недельным щенкам породы Лабрадор-ретривер были назначены либо обычная, либо низкокалорийная диеты, и далее этим собакам на протяжении всей их жизни скармливались назначенные диеты. В дальнейшей жизни у собак наблюдались многочисленные изменения, в том числе они продемонстрировали кардинально различные показатели в отношении развития такого заболевания, как остео артроз (ОА). Так, к 8-летнему возрасту 77% собак, которых кормили контрольным рационом, показали рентгенографические признаки ОА в двух или более суставах; тогда как только у 10% собак на низкокалорийной диете проявились подобные признаки в двух или более суставах.

Наше внимание здесь сосредоточено на более специфической цели - изучении познавательной активности собак. Предыдущее обсуждение является своего рода преамбулой, показывая, что когнитивная деятельность не является однородным процессом. Такой вывод имеет важные последствия для оценки питательных приоритетов.

Это новая область исследований по отношению к домашним питомцам, но полученные результаты могут иметь важные последствия как для собак, так и для людей. Как мы уже видели ранее, у собак наблюдается выраженное возрастное снижение когнитивной функции, которое проявилось в ходе выполнения задач пространственной параллельной ориентации и реверсивных заданий. Мы также провели многочисленные исследования с использованием нейропсихологических приемов для демонстрации избирательного характера возрастных когнитивных нарушений, которые особенно выражены в тестах на внимание, заучивание новых и выполнение знакомых комплексных команд.[5][6]

Нами используются две различные стратегии в обеспечении собак питательными добавками, полезными для их познавательной активности. Первый, "коктейльный подход", подразумевает сочетание ряда ингредиентов в диете собак, которые, как предполагается, будут действовать совокупно. Во втором подходе упор делается на индивидуальное воздействие отдельных пищевых добавок.

Мы рассмотрим оба подхода, начав с двух различных видов коктейля, а в последствие изучим потенциальные преимущества двух различных пищевых добавок: докозагексановой кислоты (ДГК) и триглицеридов средней цепи (MCT).

Разработка «питательных коктейлей» для подкрепления когнитивных функций собак

Влияния диетических добавок с антиоксидантами и кофакторами митохондрий на познавательную активность собак

Наша первая попытка изучить эффективность пищевых вмешательств по отношению к познавательной активности собак была предпринята в 1999 году, когда мы провели совместное исследование в сотрудничестве с Калифорнийским Университетом в Ирвине и Научно-исследовательским институтом по проблемам дыхания (Лавлейс, Нью-Мехико).

Проект предполагал лонгитюдное изучение влияния диеты с дополнениями в виде коктейля из антиоксидантов (AOX) и митохондриальных кофакторов на возрастное снижение когнитивных способностей собак. Испытуемыми послужили 48 возрастных собак охотничьей породы бигль. Параллельно этому исследованию мы также наблюдали за группой щенков, которых кормили такой же диетой и которым ставились такие же задачи.

Начальные результаты исследования показали положительное влияние диеты с дополнением в виде вышеупомянутого коктейля на выполнение собаками тестового задания по поиску предметов, при помощи которого оценивают функции зрительно-пространственной ориентации[7]; на парадигму обучения собак поиску лишних (неподходящих) объектов; на обучение их распознаванию размеров и степени выраженности свойств объектов[8]; а также на выполнение ими задач реверсивного обучения.[9][10]

Напротив, в течение первых двух лет проведения исследования мы не обнаружили никаких различий между группами собак при выполнении ими заданий на повышение интенсивности оперативной памяти. Положительные результаты были нами отмечены только в течение третьего года изучения[11].

При учете всех положительных данных, мы установили, что антиоксидантные добавки обеспечили только часть всех позитивных изменений. Первоначальный проект также предусматривал другие вмешательства, такие как обогащение поведения собак, в том числе за счет дополнительного когнитивного обучения, увеличения числа и продолжительности физических упражнений и более активных социальных взаимодействий.

Был использован проект типа 2х2, где половине собак, получавших каждый из видов диеты, также было дополнительно обеспечено поведенческое обогащение, тогда как другой половине испытуемых только лишь скармливались антиоксидантные добавки.

Положительные результаты в заданиях на ориентирование и поиск предметов были получены путем сравнения поведения собак, которые также получали поведенческое обогащение. При выполнении собаками заданий на распознавание размеров и степени выраженности свойств объектов, а также заданий реверсивного обучения проводился анализ с учетом, как поведенческого обогащения, так и добавок в виде антиоксидантных смесей. В результате сравнения стало ясно, что положительные результаты в большинстве своем показала та группа, которая получила как AO добавки, так и поведенческое обогащение.

Только одни АО добавки к основной диете не произвели значительного улучшения когнитивных способностей собак. Аналогично, положительные данные по DNMP по истечению двух лет также были выявлены в группе собак, которым были одновременно обеспечены АО обогащенная диета и поведенческое обогащение.

Изоляция ключевых питательных добавок

Наше последующее исследование в данной области[12] было направлено на установление роли митохондриальных добавок путем ограничения составляющих компонентов добавок только комбинацией l-карнитина и Альфа липоевой кислоты. В качестве испытуемых были использованы 12 собак, которые были соединены на основе схожих показателей по выполнению DNMP заданий и после этого помещены либо в контрольную группу, либо в группу с дополнительным питанием.

Затем обе группы были оценены на предмет выполнения ими заданий на пространственную ориентацию и DNMP. Было установлено, что собаки, получавшие пищевые добавки, значительно лучше выполнили задания на ориентирование, чем собаки из контрольной группы. В отношении DNMP, напротив, контрольная и опытная группы не показали различий.

В попытке подтвердить правильность полученных результатов и расширить поиск, Кристи с соавторами[13] использовали исходные данные от группы собак с эквивалентными когнитивными уровнями, согласно их показателям по DNMP. Затем они сформировали три одинаковые по численности группы:1. контрольную группу, 2.группу, которой добавляли только ацетил-l-карнитин (Алкар), и 3. группу, которой добавляли альфа-липоевую кислоту (Ла). Всех собак тестировали на предмет выполнения стандартного набора заданий на пространственное ориентирование.

По завершению этой начальной фазы с одной единственной добавкой собакам из обеих групп с обогащенным питанием дали дополнительные добавки, так что собаки, изначально получавшие ALCAR, теперь также получали LA, а собаки, изначально получавшие LA, теперь стали получать еще и ALCAR. Для того, чтобы оценить влияние комбинированных добавок, испытуемых собак тестировали на распознавание черного и белого и на выполнение стандартных заданий проверки реверсивного обучения. Результаты не выявили статистически значимых групповых различий на этапе прикармливания собак одиночными добавками по сравнению с этапом их комбинированного прикармливания. Это указывает на то, что ALCAR, LA, а также их сочетанные добавки не оказывают значительного положительного воздействия на когнитивные способности собак.

Однако, эти испытуемые собаки уже проходили тестирование на оценку их когнитивных способностей в течение нескольких месяцев до начала данного исследования, что обеспечило им значительное когнитивное обогащение и, вероятно, помешало точному выявлению каких-либо существенных эффектов применения пищевых добавок. Другим фактором, который не мог быть адекватно оценен, стал уровень карнитина в нормальном рационе питания по сравнению с его уровнями в предыдущем исследовании.

У нас имелись лишь некоторые признаки того, что его основные уровни были увеличены по сравнению с теми, которые были в диетах контрольной группы в более раннем исследовании, что повысило возможность присутствия в рационе порогового количества карнитина, необходимого для поддержания нормальной познавательной деятельности собак.

Когнитивные преимущества смеси питательных веществ, специально разработанной для защиты мозга

Вторым примером «коктейльного подхода» является доклад Пана и др.[14], разработавших новую диету, составленную на основе анализов биомаркеров, которую они назвали смесью для защиты головного мозга (BPB). Конкретные стратегии ученых были направлены на ликвидацию факторов риска, подобных тем, которые были выявлены у людей при старении и снижении умственных способностей. Четырьмя основными компонентами смеси стали антиоксиданты, аминокислота аргинин, витамины группы В., и рыбий жир. Сначала разработчики попытались оценить эффективность смеси для возрастных кошек, которые уже были обучены выполнять ряд нейропсихологических тестовых заданий, аналогичных тем, которые мы ранее разработали для тестирования собак. Испытуемых тестировали после 30-дневного применения смеси. BPB группа показала значительно более точное выполнение трех из четырех возможных тестовых испытаний: эгоцентрического обучения и выполнения соответствующих заданий, распознавания размеров, выполнения заданий реверсивного обучения. В тестах на пространственное ориентирование не было выявлено никаких существенных различий.

Когнитивная модификация путем введения одиночных добавок

Воздействие на когнитивные функции пожилых собак посредством биологически активных добавок со среднецепочечными триглицеридами

Среднецепочечные триглицериды были впервые предложены в качестве пищевой добавки для улучшения когнитивной активности Регером и его коллегами, которые предположили, что среднецепочечные триглицериды могут быть преобразованы в кетоны, которые могли бы обеспечить мозг альтернативой энергией по сравнению с получением энергии от метаболизма глюкозы. Идея показалась привлекательной, поскольку скорость базового метаболизма мозга, как известно, снижается с возрастом и может служить фактором, вызывающим возрастное снижение когнитивной активности.

Для того, чтобы оценить эффективность МСТ для собак, мы сначала провели ряд когнитивных тестов с участием группы возрастных собак породы бигль, а затем использовали полученные результаты для распределения испытуемых собак по группам – контрольной и экспериментальной. Собак из экспериментальной группы кормили диетой с дополнением в виде 5.5% MCT в течение 8 месяцев. За этот период они были последовательно проверены на способности пространственного ориентирования, зрительно-пространственное восприятие и на внимание. Группы не показали различий в отношении первичного компонента контрольной задачи на распознавание предметов, когда надо было различать два вида подставок (с дополнением в виде стержня или без такового). Однако они показали существенные отличия на следующем этапе выполнения заданий на пространственное ориентирование, где собака получала вознаграждение за быстрое нахождение и приближение к той подставке, которая была ближе всего от обозначенной отметки.

В отношении выполнения эгоцентрических заданий обе группы продемонстрировали одинаковые способности на начальном этапе, но MCT- группа допустила значительно меньше ошибок при выполнении реверсивных заданий. Наконец, в задачах на внимание, группы не отличались друг от друга на первых двух этапах, но отличались на третьем этапе, на котором собаки тестировались с использованием стимула, ранее представленным как вознаграждение, в присутствии нового отвлекающего момента. На этом этапе группа, получавшая добавку, регулярно демонстрировала лучшие результаты.

Мы также установили, как и ожидалось, что группа с MCT показала присутствие значительно более высокого уровня бета-гидрокси-бутирата, кетоновых тел. Когнитивные данные показали улучшение показателей МСТ - группы в решении задач на распознавание и выбор объектов в каждой из трех подборок тестов. В каждом случае значительно лучшие показатели экспериментальной группы были отмечены при выполнении собаками более трудных заданий, тогда как при выполнении более легких заданий обе группы практически не различались.

ДГК как фактор поддержания познавательной активности возрастных собак

Заключительное исследование (Хардли и др., 2016, в представлении) фокусировалось на возможных преимуществах от добавления в рацион питания собак DHA, омега-3 жирных кислот. В качестве испытуемых использовались престарелые собаки породы бигль, которые еще до начала исследования были переключены на новую диету с недостаточным содержанием n-3 полиненасыщенных жирных кислот.

Собак сначала проверили на DNMP, а потом распределили по двум когнитивно-эквивалентным диет группам. Одной группе продолжали скармливать базовую диету, а второй группе давали контрольную диету плюс добавку - основной источник омега-3 длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот (омега-3 LCPUFA).

Это исследование проводилось в течение почти шести месяцев от начала эксперимента, и за это время собак тестировали при помощи различных нейропсихологических тестов, которые включали задания на DNMP, на одновременное нахождение разных объектов, на восприимчивость к командам.

Результаты исследования показали наличие преимуществ у собак, получавших добавки DHA, при выполнении конкретных заданий.

В частности, результаты показали проявление у этих собак статистически значимого улучшения усвоения и выполнения заданий распознавания контрастных объектов, в том числе с переменой контрастов. (См. Рис. 6).

В то же время собаки, получавшие добавки DHA, не показали отличий от собак, получавших контрольный рацион, при выполнении заданий DNMP (См. Рис. 6) и заданий на одновременное нахождение разных объектов


Рис. 6. Выполнение контрольными животными (Группа 1) и животными, получающими диету с добавкой Омега-3 заданий на распознавание контрастов. На начальном этапе обучения испытуемые учились различать черный треугольник и черный круг на белом фоне.

На этапе с переменными контрастами варьировался контраст между фоном и объектом, причем показатели ухудшались параллельно со снижением контрастности.


Рис. 7. Показатели выполнения заданий DNMP в контрольной и экспериментальной группах в начале и в конце эксперимента.

Задание на распознавание контрастных объектов было предназначено для оценки способностей собак учиться выполнению сложной задачи и обнаруживать объекты на карточках, где их трудно различить от фона из-за низкого уровня контрастности.

Существенное превосходство группы собак, получавших добавку, в выполнении этих заданий позволило предположить, что, хотя DHA способствует улучшению когнитивных способностей в целом, она также особенно важна при выполнении заданий, связанных со сложной визуальной обработкой данных.

Обсуждение и выводы

Данная статья преследовала две основные цели. Первой из них было объяснение того, что мы называем когнитивной деятельностью собак.

Второй целью было обсуждение имеющихся свидетельств того, что проведение некоторых мероприятий в области кормления собак способно моделировать их познавательную активность.

Наш подход к пониманию когнитивной деятельностью собак параллелен подходу, принятому нейропсихологами, которые пытались определить когнитивную деятельность человека и предположили, что познание состоит из функционально различных областей, которые можно выборочно оценивать с помощью нейропсихологических тестов.

Доказательства в поддержку этой точки зрения были получены при сравнении результатов выполнения ряда стандартных нейропсихологических тестов, показавших, что корреляции между некоторыми парами тестов незначительны. Так, отдельная собака может показать высокий уровень точность при тестировании оперативной памяти, но плохо выполнять задания на избирательное внимание или тренировку моторики.

С нейропсихологической точки зрения эти результаты согласуются с предположением о том, что различия в результатах по разным тестам возникают потому, что тесты задействуют различные области мозга или системы организма. Гипотеза когнитивных областей также объясняет существующие различия в заданиях с учетом возрастных особенностей.

Например, мы постоянно обнаруживаем, что задания, требующие сложного обучения, например, задание на одновременный поиск разных объектов, в большей степени зависят от возраста собаки, чем более простые задания на пространственное ориентирование или развитие оперативной памяти.

Пищевые добавки и улучшение когнитивной деятельности

Как упоминалось ранее, до сих пор было проведено незначительное число систематических исследование эффективности применения пищевых добавок для изменения когнитивных функций у собак или кошек. Тем не менее, представленные здесь данные, свидетельствуют в пользу того, что изменения в кормлении могут давать положительные результаты, и поэтому дальнейшие исследования в этой области могут оказаться достаточно плодотворными.

Нами были предложены и рассмотрены два различных типа стратегий: коктейльный подход и подход одной добавки.

При «коктейльном подходе» были использованы комбинации разных добавок, которые, как мы надеялись, должны оказывать общее воздействие. Первым примером, который мы обсудили, была диета с дополнениями в виде широкого спектра антиоксидантов и митохондриальных кофакторов, и это исследование продолжалось более двух лет. Результаты показали, что положительные эффекты были достигнуты только у пожилых собак и что эти эффективность, по-видимому, связаны также с обогащением окружающей среды. Отсутствие эффекта у молодых собак не было неожиданным, так как оксидантное повреждение считается функционально важным только в более зрелой жизни.

Вторым приведенным нами примером стала диета, направленная на защиту мозга животных, а в качестве добавок использовалось сочетание антиоксидантов, аргинина, рыбьего жира и витаминов группы В. Это исследование проводилось также и на кошках. Мы также применили и обсудили два различных однокомпонентных вмешательства: добавки среднецепочечных триглицеридов, а также водорослей с высоким уровнем содержания омега-3 жирных кислот.

Оба исследования дали хорошие результаты. Обоснованием добавления среднецепочечных триглицеридов стала возможность усиления мозговой активности животных посредством обеспечения их альтернативным источником энергии, в результате метаболизма кетонов.

Исследование, в котором в качестве добавок использовались водоросли, также дало положительные результаты и оказалось информативным в двух отношениях. До начала эксперимента испытуемым скармливали контрольную диету, в которой уровень DHA был невысоким. Это стало полезной стратегией для демонстрации преимуществ рациона, обогащенного омега-3 жирными кислотами. В дальнейшем было бы полезным установить, какие максимальные потенциальные преимущества могут быть достигнуты и какой уровень омега-3 должен быть представлен для того, чтобы произвести оптимальное положительное воздействие на животных.

Профилактика нарушений или же улучшение когнитивных способностей?

Есть, как правило, две причины, почему добавки могут оказывать положительное воздействие на познавательную активность. Первая из них состоит в способности добавок действовать как нейропротекторы, замедляя или обращая вспять дегенеративные процессы, что может в принципе объяснить, почему в исследовании AOX доказательства положительных эффектов были получены лишь после трех лет скармливания собакам обогащенной диеты. Вторая причина, почему добавка может оказывать благотворное влияние, состоит в том, что она способна улучшать нормальную функцию мозга. Таким образом, мы полагаем, что добавки MCT являются усилителем когнитивных способностей, а их когнитивные преимущества сохраняются только в том случае, если собака постоянно поддерживается на обогащенной диете.

CDS (СКД) и возрастные когнитивные дисфункции

Последний вопрос, который заслуживает обсуждения, - это клиническая актуальность данного лабораторного исследования для животных-компаньонов во внелабораторных условиях.

Мы полагаем, что когнитивные структуры, изученные в лаборатории, предполагают такие же процессы, как и вне ее, и что типы изменений, которые мы наблюдали, соответствуют параллельным изменениям, которые могут произойти у животных в нормальной жизни. Животные-компаньоны также могут проявлять сходства в когнитивных и поведенческих изменениях, связанных со старением, которые наблюдаются во время развития деменции у человека. Руел с коллегами[15] стали первыми, кто выявил синдром у собак, названный синдромом когнитивной дисфункции (СКД)и проявляющийся в дезориентации, сниженной активности, нарушениях сна, нарушениях социального взаимодействия, непослушании и тревожности. СКД может проявляться в различных формах и определяется, если дисфункция наблюдается в более чем одной категории признаков.

Таким образом, СКД может охватывать поведенческие нарушения, такие как активность, или же проблемы со сном, которые не обязательно описываются как когнитивные, но схожи с когнитивными нарушениями и также связаны с изменениями в здоровье мозга.

Перспективы исследований

Наконец, важно поставить вопрос о том, куда это исследование поведет нас дальше. Это особенно важный вопрос в контексте современных исследований когнитивных функций человека, их угасания и развития слабоумия. Несмотря на миллиарды долларов, потраченные на фармакологические исследования по разработке необходимых лекарственных препаратов, нам по-прежнему не хватает препарата, который может лечить или предотвращать деменцию. Пищевые добавки, которые улучшают нормальные функции, представляют собой многообещающую возможность устранения и замедления возрастного снижения когнитивной деятельности, как у людей, так и у животных-компаньонов. В этом контексте было бы полезно провести больше лонгитюдных исследований, которые могли бы окончательно установить преимущества пищевых добавок. Для таких исследований также было бы важно, чтобы оценочные тесты были тщательно отобраны, с учетом сложной структуры когнитивной деятельности. Лучшее понимание благотворного воздействия питательных добавок на животных смогло бы также служить целям экономии путем увеличения продолжительности активной и полезной жизни рабочих собак.


Автор перевода: Анатолий Черников – главный ветеринарный врач, Клиника «101 Далматинец», Москва

Список литературы
1. Milgram NW, Head E, Weiner E et al. Cognitive Functions and Aging in the Dog: Acquisition of Nonspatial Visual Tasks. Behav Neurosci. 1994;108:57-68.
2. Zanghi BM, Araujo J, Milgram NW. Cognitive Domains in the Dog: Independence of Working Memory from Object Learning, Selective Attention, and Motor Learning. Anim Cogn. 2015;18:789-800.
3. Laflamme DP. Nutrition for Aging Cats and Dogs and the Importance of Body Condition. Vet Clin N Am-Small. 2005; 35:713-742.
4. Lawler DF, Larson BT, Ballam JM, et al. Diet Restriction and Aging in the Dog: Major Observations over Two Decades. Brit J Nutr. 2008;99:793-805.
5. Milgram NW, Head E, Weiner E, et al. Cognitive Functions and Aging in the Dog: Acquisition of Nonspatial Visual Tasks. Behav Neurosci. 1994;108:57-68.
6. Snigdha S, Christie LA, De Rivera C, et al. Age and Distraction Are Determinants of Performance on a Novel Visual Search Task in Aged Beagle Dogs. Age. 2012;34:67-73.
7. Milgram NW, Head E, Muggenburg B, et. al. Landmark Discrimination Learning in the Dog: Effects of Age, an Antioxidant Fortified Diet, and Cognitive Strategy. Neurosci Biobehav R. 2002;26:679-95.
8. Milgram NW, Zicker SC, Head E, et.al. Dietary Enrichment Counteracts Age-Associated Cognitive Dysfunction in Canines. Neurobiol Aging. 2002;23:737-745.
9. Milgram NW, Head E, Zicker S, et al. Effect of an Antioxidant Diet, Cognitive Enrichment and Age on Size Discrimination Learning and Reversal Learning in Beagle Dogs. Exp Gerontol. 2004;39:753-755.
10. Milgram NW, Head E, Zicker SC, et al. Learning Ability in Aged Beagle Dogs Is Preserved by Behavioral Enrichment and Dietary Fortification: A Two-Year Longitudinal Study. Neurobiol Aging. 2005;26:77-90.
11. Nippak PM, Mendelson J, Muggenberg B, et al. Enhanced Spatial Ability in Aged Dogs following Dietary and Behavioural Enrichment. Neurobiol Learn Mem. 2007;87:610-623.
12. Milgram NW, Araujo JA, Hagen TM, et al. Acetyl-L-Carnitine and {Alpha}-Lipoic Acid Supplementation of Aged Beagle Dogs Improves Learning in Two Landmark Discrimination Tests. FASEB J. 2007;13:3756-3762.
13. Christie LA, Opii WO, Head E, et al. Short-Term Supplementation with Acetyl-L-Carnitine and Lipoic Acid Alters Plasma Protein Carbonyl Levels but Does Not Improve Cognition in Aged Beagles. Exp Gerontol. 2009;12:752-759.
14. Pan Y, Araujo JA, Burrows J, et al. Cognitive Enhancement in Middle-Aged and Old Cats with Dietary Supplementation with a Nutrient Blend Containing Fish Oil, B Vitamins, Antioxidants and Arginine. Brit J Nutr. 2013;110:40-49.
15. Reger MA, Henderson ST, Hale C, et al. Effects of Beta- Hydroxybutyrate on Cognition in Memory-Impaired Adults. Neurobiol Aging. 2004;25:311-314.
16. Pan Y, Larson B, Araujo JA, et al. Dietary Supplementation with Medium-Chain TAG Has Long-Lasting Cognition- Enhancing Effects in Aged Dogs. Brit J Nutr. 2010;12:1746-1754.
17. Ruehl WW, Bruyette DS, De Paoli A, et al. Canine Cognitive Dysfunction as a Model for Human Age-Related Cognitive Decline, Dementia and Alzheimer’s Disease: Clinical Presentation, Cognitive Testing, Pathology and Response to L-Deprenyl Therapy. Prog Brain Res. 1995;106:217-225.