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

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
Nikitin E.S., Balaban P.M., Kemenes G. Nonsynaptic plasticity underlies a compartmentalized increase in synaptic efficacy after classical conditioning. Current Biology. 2013. V. 23. N. 7. P. 614-619. DOI: 10.1016/j.cub.2013.02.048
Suntsova M., Gogvadze E.V., Salozhin S., Gaifullin N., Eroshkin F., Dmitriev S.E., Martynova N., Kulikov K., Malakhova G., Tukhbatova G., Bolshakov A.P., Ghilarov D., Garazha A., Aliper A., Cantor C.R., Solokhin Y., Roumiantsev S., Balaban P.M., Zhavoronkov A., Buzdin A. Human-specific endogenous retroviral insert serves as an enhancer for the schizophrenia-linked gene PRODH. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2013. V. 110. N. 48. P. 19472-19477. DOI: 10.1073/pnas.1318172110
Suntsova M., Gogvadze E.V., Salozhin S., Gaifullin N., Eroshkin F., Dmitriev S.E., Martynova O.V., Kulikov M.A., Malakhova G., Tukhbatova G., Bolshakov A.P., Ghilarov D., Garazha A., Aliper A., Cantor C.R., Solokhin Y., Roumiantsev S., Balaban P.M., Zhavoronkov A., Buzdin A. Human-specific endogenous retroviral insert serves as an enhancer for the schizophrenia-linked gene PRODH. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2013. V. 110. N. 48. P. 19472-19477. DOI: 10.1073/pnas.1318172110
Асеев Н.А., Никитин Е.С., Рощин М.В., Иерусалимский В.Н., Балабан П.М. Биолистическая доставка потенциал-зависимых красителей в клетки срезов мозга крысы для оптической регистрации нейронной активности. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2012. T. 62. № 1. С. 100-107.
Малышев А.Ю., Балабан П.М. Изменение внутриклеточной концентрации ионов кальция при генерации высокоамплитудных ВПСП в нейронах виноградной улитки. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2012. T. 98. № 11. С. 1298-1306.
Huang M., Volgushev M.A., Wolf F. A small fraction of strongly cooperative sodium channels boosts neuronal encoding of high frequencies. PLoS ONE. 2012. V. 7. N. 5. e37629. DOI: 10.1371/journal.pone.0037629
Kononov A.V., Bal N.V., Zinchenko V.P. Control of spontaneous synchronous Ca<sup>2+</sup> oscillations in hippocampal neurons by GABAergic neurons containing kainate receptors without desensitization. Biochemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and Cell Biology. 2012. V. 6. N. 2. P. 215-220. DOI: 10.1134/S1990747812010072
Lee C.M., Stoelzel C., Chistiakova M., Volgushev M.A. Heterosynaptic plasticity induced by intracellular tetanization in layer 2/3 pyramidal neurons in rat auditory cortex. Journal of Physiology. 2012. V. 590. N. 10. P. 2253-2271. DOI: 10.1113/jphysiol.2012.228247
Roshchin M., Balaban P.M. Neural control of olfaction and tentacle movements by serotonin and dopamine in terrestrial snail. Journal of Comparative Physiology A: Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 2012. V. 198. N. 2. P. 145-158. DOI: 10.1007/s00359-011-0695-9
Балабан П.М., Коршунова Т.А. Сетевые, клеточные и молекулярные механизмы пластичности в простых нервных системах. Успехи физиологических наук. 2011. T. 42. № 4. С. 3-19.
Балабан П.М., Рощин М.В., Коршунова Т.А. Двуликий оксид азота необходим для стирания памяти и для формирования памяти. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2011. T. 61. № 3. С. 274-280.
Малышев А.Ю., Балабан П.М. Роль дендросоматического выброса медиатора в межнейронной коммуникации. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2011. T. 97. № 10. С. 1084-1091.
Никитин Е.С., Балабан П.М. Структурно-функциональная организация сети серотонинэргических нейронов наземной улитки. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2011. T. 61. № 6. С. 750-762.
Balaban P.M., Malyshev A.Y., Ierusalimsky V.N., Aseyev N.A., Korshunova T.A., Bravarenko N.I., Lemak M.S., Roshchin M., Zakharov I.S., Popova Y., Boyle R. Functional changes in the snail statocyst system elicited by microgravity. PLoS ONE. 2011. V. 6. N. 3. e17710. DOI: 10.1371/journal.pone.0017710
Chauvette S., Crochet S., Volgushev M.A., Timofeev I. Properties of slow oscillation during slow-wave sleep and anesthesia in cats. Journal of Neuroscience. 2011. V. 31. N. 42. P. 14998-15008. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2339-11.2011
Hoch T., Volgushev S., Malyshev A.Y., Obermayer K., Volgushev M.A. Modulation of the amplitude of γ-band activity by stimulus phase enhances signal encoding. European Journal of Neuroscience. 2011. V. 33. N. 7. P. 1223-1239. DOI: 10.1111/j.1460-9568.2011.07593.x