Лаборатория клеточной нейробиологии обучения
Краткая история и основные направления научной работы лаборатории
Лаборатория была создана в 1989 году на основе группы, проводившей исследования на беспозвоночных животных, входившей в состав лаборатории академика П.В.Симонова.
Основные направления научной работы – клеточные механизмы организации поведения и модификаций поведения в результате обучения, клеточные и молекулярные механизмы памяти. Наряду с традиционными электрофизиологическими методами в лаборатории активно применяются оптические методы регистрации и конфокальная микроскопия. В качестве объекта исследования используются животные с простой нервной системой или срезы мозга позвоночных животных.
Международное сотрудничество – с Йельским Университетом (США) в области оптических методов, с Аризонским Университетом (США) в области анализа нейронных сетей крылоногих моллюсков, с Институтом нейрофизиологии Университета в Бохуме (Германия) и c университетом Коннектикута (США) в области синаптических механизмов пластичности.
Книги
- Балабан П.М. Сравнительная физиология памяти. Актуальные проблемы современной физиологии. 2016, изд. Цвет в цифре, Казань 270 стр., стр. 87-101.
- Балабан П.М. Принципы организации нервной системы: механизмы обучения и памяти в простых системах, с.12-24. В: Избранные главы фундаментальной и трансляционной медицины / отв. ред. Р.И. Жданов. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2014. – 592 с. ISBN 987-5-00019-266-5
- Тухбатова Г.Р., Гуляев М.В., Свинов М.М., Саложин С.В., Балабан П.М. Применение технологии лентивирусной трансдукции для сравнительного анализа нейропротекторной активности трофических факторов при моделировании острого нарушения мозгового кровообращения в локальных областях мозга. Нейродегенеративные заболевания: от генома до целостного организма // под ред. М.В. Угрюмова. – в 2-х томах - М. : Научный мир, 2014. ISBN 978-591522-400-0
- Balaban P.M. (2002) Declarative and procedural memory in animals with simple nervous systems. In: "Psychology at the turn of the millennium, Vol. 1: Cognitive, biological, and health perspectives" (Eds: Lars Bäckman & Claes von Hofsten). Psychology Press, pp. 1-28.
- Balaban P.M. Applicability of the reinforcement concept to studies in simple nervous systems. In: Complex Brain Functions. Conceptual Advances in Russian Neuroscience. Eds. A.M.Ivanitsky, P.M.Balaban, Harwood Academic Publishers, 2000, p.201-211.
Список сотрудников
Список публикаций
Статьи
- Malyshev A.Y., Roshchin M.V., Smirnova G.R., Dolgikh G.A., Balaban P.M., Ostrovsky M.A. Chloride conducting light activated channel GtACR2 can produce both cessation of firing and generation of action potentials in cortical neurons in response to light. Neuroscience Letter. 2017. V. 640. P. 76-80.
- Nikitin E.S., Bal N.V., Malyshev A.Y., Ierusalimsky V.N., Spivak Y.S., Balaban P.M., Volgushev M.A. Encoding of high frequencies improves with maturation of action potential generation in cultured neocortical neurons. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2017. V. 11. P. 28. DOI: 10.3389/fncel.2017.00028
- Nikitin E.S., Roschin V.Y., Ierusalimsky V.N., Egorov A.V., Balaban P.M. Optogenetic stimulation of axons of pyramidal neurons in acute brain slices of the visual cortex and hippocampus. Zhurnal Vysshei Nervnoi Deyatelnosti Imeni I.P. Pavlova. 2017. V. 67. N. 5. P. 101-108. DOI: 10.7868/S0044467717050112
- Балабан П.М. Сравнительная физиология памяти. Актуальные вопросы современной физиологии. 2016. T. 1. С. 87-101.
- Долгих Д.А., Малышев А.Ю., Рощин М.В., Смирнова Г.Р., Некрасова О.В., Петровская Л.Е., Фельдман Т.Б., Балабан П.М., Кирпичников М.П., Островский М.А. Сравнительные характеристики двухканального родопсина и перспективы его использования в оптогенетике. Доклады биохимии и биофизики. 2016. T. 471. № 1. С. 440-442. DOI: 10.1134/S160767291606017X
- Никитин Е.С., Малышев А.Ю., Балабан П.М., Волгушев М.А. Физиологические аспекты применения модели генерации потенциала действия Ходжкина-Хаксли для нейронов беспозвоночных и позвоночных животных. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2016. T. 66. № 3. С. 279-288. DOI: 10.7868/S0044467716030084
- Никитин Е.С., Малышев А.Ю., Балабан П.М., Волгушев М.А. Физиологические аспекты применения модели генерации потенциала действия Ходжкина–Хаксли для нейронов беспозвоночных и позвоночных животных. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2016. T. 66. № 3. С. 279-288.
- Чеснокова Е.А., Колосов П.М. Локальный синтез белка в дендритных окончаниях и способы его регуляции в норме и при пластических изменениях. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2016. T. 66. № 2. С. 163-180. DOI: 10.7868/S0044467716010056
- Bal N.V., Malyshev A.Y., Smirnov I., Balaban P.M. Expression of Channelrhodopsin-2 Using in Suspension Electroporation for Studying the Monosynaptic Transmission in Neuronal Culture. BioNanoScience. 2016. V. 6. N. 4. P. 329-331. DOI: 10.1007/s12668-016-0228-7
- Bal N.V., Susorov D., Chesnokova E.A., Kasianov A., Mikhailova E.S., Alkalaeva E., Balaban P.M., Kolosov P.M. Upstream open reading frames located in the leader of protein kinase mζ mRNA regulate its translation. Frontiers in Molecular Neuroscience. 2016. V. 9. P. 103. DOI: 10.3389/fnmol.2016.00103
- Bal N.V., Susorov D., Chesnokova E.A., Kasianov A., Mikhailova T., Alkalaeva E., Balaban P.M., Kolosov P.M. Upstream open reading frames located in the leader of protein kinase mζ mRNA regulate its translation. Frontiers in Molecular Neuroscience. 2016. V. 9. N. OCT2016. P. 103. DOI: 10.3389/fnmol.2016.00103
- Balaban P.M., Vinarskaya A.K., Zuzina A.B., Ierusalimsky V.N., Malyshev A.Y. Impairment of the serotonergic neurons underlying reinforcement elicits extinction of the repeatedly reactivated context memory. Scientific Reports. 2016. V. 6. P. 36933. DOI: 10.1038/srep36933
- Barykina N.V., Subach O.M., Doronin D.A., Sotskov V.P., Roshchina M.A., Kunitsyna T.A., Malyshev A.Y., Smirnov I.V., Azieva A.M., Sokolov I.S., Piatkevich K.D., Burtsev M.S., Varizhuk A.M., Pozmogova G.E., Anokhin K.V., Subach F.V., Enikolopov G.N. A new design for a green calcium indicator with a smaller size and a reduced number of calcium-binding sites. Scientific Reports. 2016. V. 6. P. 34447. DOI: 10.1038/srep34447
- Deryabina I.B., Andrianov V.V., Bogodvid T.K., Muranova L.N., Vinarskaya A.K., Gainutdinov K.L. Serotonin Application Effects on Electrical Characteristics of the Premotor Interneurons in Intact and Trained Snails. BioNanoScience. 2016. V. 6. N. 4. P. 269-271. DOI: 10.1007/s12668-016-0224-y
- Dolgikh D.A., Malyshev A.Y., Roshchin M.V., Smirnova G.R., Nekrasova O.V., Petrovskaya L.E., Feldman T.B., Balaban P.M., Kirpichnikov M.P., Ostrovsky M.A. Comparative characteristics of two anion-channel rhodopsins and prospects of their use in optogenetics. Doklady Biochemistry and Biophysics. 2016. V. 471. N. 1. P. 440-442. DOI: 10.1134/S160767291606017X
- Ierusalimsky V.N., Balaban P.M. RNA synthesis and turnover in the molluscan nervous system studied by Click-iT method. Brain Research. 2016. V. 1633. P. 139-148. DOI: 10.1016/j.brainres.2015.12.049
- Roth F.C., Beyer K.M., Both M., Draguhn A., Egorov A.V. Downstream effects of hippocampal sharp wave ripple oscillations on medial entorhinal cortex layer V neurons in vitro. Hippocampus. 2016. V. 26. N. 12. P. 1493-1508. DOI: 10.1002/hipo.22623
- Балабан П.М., Гуляева Н.В. Нейрофилософия. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2015. T. 65. № 4. С. 498-502. DOI: 10.7868/S0044467715040036
- Баль Н.В., Балабан П.М. Убиквин-зависимый распад белков необходим для долговременной пластичности и памяти. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2015. T. 32. № 4. С. 275-284. DOI: 10.7868/S1027813315040044
- Зюзина А.Б., Балабан П.М. Угашение и реконсолидация памяти. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2015. T. 65. № 5. С. 564-576. DOI: 10.7868/S0044467715050172
- Иерусалимский В.Н., Бородинова А.А., Балабан П.М. Локализация атипичной протеинкиназы Сζ в нервной системе наземного моллюска Helix. Нейрохимия. 2015. T. 32. № 4. С. 295-301. DOI: 10.7868/S1027813315040093
- Степаничев М.Ю., Тишкина А.О., Лазарева Н.А., Мартьянова Е.К., Тухбатова Г.Р., Кулагина А.О., Саложин С.В., Гуляева Н.В. Экспрессия высокоаффинных рецепторов нейротрофинов TrkA и TrkB в гиппокампе крыс после интрацеребровентрикулярного введения βA(25-35). Нейрохимия. 2015. T. 32. № 1. С. 57-63.
- Andrianov V.V., Bogodvid T.K., Deryabina I.B., Golovchenko A.N., Muranova L.N., Tagirova R.R., Vinarskaya A.K., Gainutdinov K.L. Modulation of defensive reflex conditioning in snails by serotonin. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 2015. V. 23. N. 9. P. 279. DOI: 10.3389/fnbeh.2015.00279
- Bal N.V., Balaban P.M. Ubiquitin-dependent protein degradation is necessary for long-term plasticity and memory. Neurochemical Journal. 2015. V. 9. N. 4. P. 237-244. DOI: 10.1134/S1819712415040042
- Balaban P.M., Roshchin M., Timoshenko A.K., Zuzina A.B., Lemak M., Ierusalimsky V.N., Aseyev N.A., Malyshev A.Y. Homolog of protein kinase Mζ maintains context aversive memory and underlying long-term facilitation in terrestrial snail Helix. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2015. V. 22. N. 9. P. 222. DOI: 10.3389/fncel.2015.00222
- Dolgikh D.A., Malyshev A.Y., Salozhin S.V., Nekrasova O.V., Petrovskaya L.E., Roshchin M.V., Borodinova A.A., Feldman T.B., Balaban P.M., Kirpichnikov M.P., Ostrovsky M.A. Anion-selective channelrhodopsin expressed in neuronal cell culture and in vivo in murine brain: Light-induced inhibition of generation of action potentials. Doklady Biochemistry and Biophysics. 2015. V. 465. N. 1. P. 424-427. DOI: 10.1134/S160767291506023X
- Ivanov A.D., Tukhbatova G.R., Salozhin S.V., Markevich V.A. NGF but not BDNF overexpression protects hippocampal LTP from beta-amyloid-induced impairment. Neuroscience. 2015. V. 289. P. 114-122. DOI: 10.1016/j.neuroscience.2014.12.063
- Malyshev A.Y., Goz R., LoTurco J.J., Volgushev M.A. Advantages and limitations of the use of optogenetic approach in studying fast-scale spike encoding. PLoS ONE. 2015. V. 10. N. 4. e0122286. DOI: 10.1371/journal.pone.0122286
- Matlashov M.E., Bogdanova Y.A., Ermakova G.V., Mishina N.M., Ermakova Y.G., Nikitin E.S., Balaban P.M., Okabe S., Lukyanov S.A., Enikolopov G., Zaraisky A.G., Belousov V.V. Fluorescent ratiometric pH indicator SypHer2: Applications in neuroscience and regenerative biology. Biochimica et Biophysica Acta - General Subjects. 2015. V. 1850. N. 11. P. 2318-2328. DOI: 10.1016/j.bbagen.2015.08.002
- Stepanichev M.Y., Tishkina A.O., Lazareva N.A., Mart'yanova E.K., Tukhbatova G.R., Kulagina A.O., Salozhin S.V., Gulyaeva N.V. The expression of the TrkA and TrkB high-affinity neurotrophin receptors in the rat hippocampus after intracerebroventricular administration of Aβ(25–35). Neurochemical Journal. 2015. V. 9. N. 1. P. 47-53. DOI: 10.1134/S1819712415010110
- Васильева Л.Н., Бадаква А.М., Миллер Н.В., Зобова Л.Н., Рощин В.Ю., Бондарь И.В. Длительная регистрация одиночных нейронов и критерии её оценки. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2014. T. 64. № 6. С. 693-701. DOI: 10.7868/S004446771406015X
- Майорова Л.А., Мартынова О.В., Балабан П.М., Иваницкий А.М., Шкловский В.М. Негативность рассогласования и её гемодинамический эквивалент (по данным фМРТ) в исследованиях восприятия речи в норме и при речевых расстройствах. Успехи физиологических наук. 2014. T. 45. № 1. С. 27-43.
- Симонова Н.А., Гарах Ж.В., Зайцева Ю.С., Шмуклер А.Б. Нейрофизиологические механизмы нарушения зрительного восприятия при шизофрении. Социальная и клиническая психиатрия. 2014. T. 24. № 1. С. 81-89.
- Balaban P.M., Roshchin M., Timoshenko A.K., Gainutdinov K.L., Bogodvid T.K., Muranova L.N., Zuzina A.B., Korshunova T.A. Nitric oxide is necessary for labilization of a consolidated context memory during reconsolidation in terrestrial snails. European Journal of Neuroscience. 2014. V. 40. N. 6. P. 2963-2970. DOI: 10.1111/ejn.12642
- Bannon N.M., Zhang P., Ilin V., Chistiakova M., Volgushev M.A. Modulation of synaptic transmission by adenosine in layer 2/3 of the rat visual cortex in vitro. Neuroscience. 2014. V. 260. P. 171-184. DOI: 10.1016/j.neuroscience.2013.12.018
- Fischer V., Both M., Draguhn A., Egorov A.V. Choline-mediated modulation of hippocampal sharp wave-ripple complexes in vitro. Journal Of Neurochemistry. 2014. V. 129. N. 5. P. 792-805. DOI: 10.1111/jnc.12693
- Korshunova T.A., Balaban P.M. Nitric oxide is necessary for long-term facilitation of synaptic responses and for development of context memory in terrestrial snails. Neuroscience. 2014. V. 266. P. 127-135. DOI: 10.1016/j.neuroscience.2014.02.004
- Lemak M.S., Voloshanenko O., Draguhn A., Egorov A.V. K<inf>ATP</inf> channels modulate intrinsic firing activity of immature entorhinal cortex layer III neurons. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2014. V. 8. N. AUG. P. 255. DOI: 10.3389/fncel.2014.00255
- Stepanichev M., Lazareva N., Tukhbatova G., Salozhin S., Gulyaeva N. Transient disturbances in contextual fear memory induced by Aβ(25-35) in rats are accompanied by cholinergic dysfunction. Behavioural Brain Research. 2014. V. 259. P. 152-157. DOI: 10.1016/j.bbr.2013.11.013
- Stepanichev M.Y., Lazareva N.A., Tukhbatova G.R., Salozhin S., Gulyaeva N.V. Transient disturbances in contextual fear memory induced by Aβ(25-35) in rats are accompanied by cholinergic dysfunction. Behavioural Brain Research. 2014. V. 259. P. 152-157. DOI: 10.1016/j.bbr.2013.11.013
- Thome C., Kelly T., Yanez A., Schultz C., Engelhardt M., Cambridge S.B., Both M., Draguhn A., Beck H., Egorov A.V. Axon-carrying dendrites convey privileged synaptic input in hippocampal neurons. Neuron. 2014. V. 83. N. 6. P. 1231-4. DOI: 10.1016/j.neuron.2014.08.013
- Бадаква А.М., Бондарь И.В., Зобова Л.Н., Миллер Н.В., Рощин В.Ю. Разработка макета инвазивного интерфейса мозг-компьютер в экспериментах на обезьянах. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2013. T. 47. № 2. С. 61-64.
- Никитин Е.С., Асеев Н.А., Балабан П.М. Усовершенствованная оптическая регистрация нейрональной активности с использованием потенциал-зависимых красителей. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2013. T. 63. № 6. С. 656-666. DOI: 10.7868/S0044467713060129
- Никитин Е.С., Балабан П.М. Компартментализация несинаптической пластичности в нейронах на субклеточном уровне. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2013. T. 63. № 3. С. 295-302. DOI: 10.7868/S0044467713030076
- Aseyev N.A., Roshchin M., Ierusalimsky V.N., Balaban P.M., Nikitin E.S. Biolistic delivery of voltage-sensitive dyes for fast recording of membrane potential changes in individual neurons in rat brain slices. Journal of Neuroscience Methods. 2013. V. 212. N. 1. P. 17-27. DOI: 10.1016/j.jneumeth.2012.09.008
- Chen J.-., Lonjers P., Lee C., Chistiakova M., Volgushev M.A., Bazhenov M. Heterosynaptic plasticity prevents runaway synaptic dynamics. Journal of Neuroscience. 2013. V. 33. N. 40. P. 15915-15929. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5088-12.2013
- Ierusalimsky V.N., Balaban P.M. Type 1 metalloproteinase is selectively expressed in adult rat brain and can be rapidly up-regulated by kainate. Acta Histochemica. 2013. V. 115. N. 8. P. 816-826. DOI: 10.1016/j.acthis.2013.04.001
- Ierusalimsky V.N., Kuleshova E.P., Balaban P.M. Expression of the type 1 metalloproteinase in the rat hippocampus after the intracerebroventricular injection of β-amyloid peptide (25-35). Acta Neurobiol. Exp. (Wars). 2013. V. 73. N. 4. P. 571-578.
- Ilin V., Malyshev A.Y., Wolf F., Volgushev M.A. Fast computations in cortical ensembles require rapid initiation of action potentials. Journal of Neuroscience. 2013. V. 33. N. 6. P. 2281-2292. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0771-12.2013
- Malyshev A.Y., Tchumatchenko T., Volgushev S., Volgushev M.A. Energy-efficient encoding by shifting spikes in neocortical neurons. European Journal of Neuroscience. 2013. V. 38. N. 8. P. 3181-3188. DOI: 10.1111/ejn.12338