История Института

Институт высшей нервной деятельности Академии наук СССР создан 14 июля 1950 г. приказом по Академии наук СССР. Подписали приказ Президент АН СССР С.И. Вавилов и Вице-президент АМН СССР И.П. Разенков на основании решения Президиумов двух академий. Директором-организатором был назначен член-корреспондент АН СССР Эзрас Асратович Асратян. В разные годы Институтом руководили выдающиеся ученые: академик АМН СССР А.Г. Иванов-Смоленский (1952—1957 гг.), член-корреспондент АН СССР Л.Г. Воронин (1957—1960 гг.), член-корреспондент АН СССР Э.А. Асратян (1960—1981 гг.), академик РАН П.В. Симонов (1981—2000 гг.), академик РАН И.А. Шевелев (2000—2005 гг.).

В настоящее время директором Института является доктор биологических наук, профессор Павел Милославович Балабан. Наш институт был создан на основе решения печально знаменитой «Павловской сессии» не только для «творческого развития» учения о высшей нервной деятельности, но и, как подразумевалось, для организации борьбы с «антипавловцами», т. е. с теми физиологами, которые в чем-то отступали от догматически понимаемых взглядов И.П. Павлова. Поэтому во главе создаваемого института были поставлены два ортодоксальных ученика И.П. Павлова — Э.А. Асратян (директор) и А.Г. Иванов-Смоленский (зам. директора). С удовлетворением следует отметить (это слова профессора Э.А. Костандова, работающего в Институте с 1950 года), что институт не запятнал себя «борьбой» с инакомыслящими в физиологии. Институтом не было проведено ни одного мероприятия (научная конференция, заседание Ученого совета и т. д.), которое могло бы отразиться на судьбе ученых, придерживавшихся других взглядов на механизмы поведения. Хотя в ту пору, 1950—1953 гг., их проводилось множество, и они нередко имели организационные последствия. Более того, Э.А. Асратян пригласил сотрудников гонимого тогда Л.А. Орбели — В.Г. Самсонову, Л.М. Мкртычеву, Н.Ю. Алексеенко, создав для них лабораторию. Он хотел перевезти из Ленинграда в Москву и включить в состав Института и лабораторию Г.В. Гершуни несмотря на то, что последний на Объединенной сессии подвергся серьёзной критике за свои «антипавловские» взгляды. Это стало началом серьезного конфликта между Э.А. Асратяном и его заместителем А.Г. Ивановым-Смоленским, который закончился временным уходом Э.А. Асратяна из Института. C 1952 по 1957 год Институтом руководил академик АМН СССР А.Г. Иванов-Смоленский.

Принципиально важной чертой Э.А. Асратяна, директора-организатора нашего Института, была небоязнь умных, самостоятельно мыслящих ученых, которые в каких-то областях физиологии могли знать больше, чем он. Были приглашены ученик Приказ о создании Института П.В. Симонов и Э.А. Асратян 5 А.А. Ухтомского В.С. Русинов, электрофизиолог М.Н. Ливанов. Они, наряду с коллективом В.Г. Самсоновой и, конечно, коллективом лаборатории самого Э.А. Асратяна, в значительной степени определили научную и нравственную атмосферу Института. Это дало возможность Э.А. Асратяну за удивительно короткий срок создать эффективно действующий Институт, снискавший уважение и авторитет в научной среде.

В 1960 году Институт был переименован в Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии АН СССР. Изменение названия представляло не формальный акт, а отражало коренную реорганизацию и уточнение его научного профиля. Дело в том, что к концу 50-х годов наметился своеобразный разрыв между изучением высшей нервной деятельности и достижениями общей физиологии центральной нервной системы. Тем самым оказался нарушенным один из фундаментальных заветов И.П. Павлова, принципиально отличавший его подход от бихевиоризма: стремление постигать тонкие нервные механизмы, лежащие в основе высших и наиболее сложных проявлений деятельности мозга. Реорганизация не означала создание института нейрофизиологии. Она предполагала внедрение исследований таких аспектов общей физиологии мозга, которые представляют непосредственный интерес для понимания закономерностей и механизмов высшей нервной деятельности.

В истории возникновения и становления Института отчетливо проявилась роль отечественной школы физиологов и, прежде всего, Ивана Михайловича Сеченова. Среди обширного комплекса его изысканий выделяется интерес к двум проблемам: физиологические основы высших проявлений нервной деятельности, включая психическую деятельность человека, и механизмы фундаментальных нейрофизиологических явлений.

Показательно, что ведущие отечественные физиологи, разрабатывая собственные оригинальные идеи, вели поиск в русле именно этих, намеченных И.М. Сеченовым направлений. Таковы непосредственные ученики Сеченова — А.Ф. Самойлов (электрофизиология) и Н.Е. Введенский (центральные и периферические механизмы нервной деятельности). И.П. Павлов неоднократно подчеркивал огромную роль идей И.М. Сеченова в становлении учения о высшей нервной деятельности.

Именно последователи и непосредственные ученики yпомянутыx классиков отечественной физиологии: Эзрас Асратович Acpaтян, Михаил Николаевич Ливанов и Владимир Сергеевич Русинов, во главе своих научных коллективов заложили основы нового Института высшей нервной деятельности АН СССР. Тем самым отдельные подходы к исследованию мозговых явлений, которые в свое время как бы «ответвились» от единого «сеченовского» ствола в виде оригинальных направлений И.П. Павлова, Н.Е. Введенского, А.А. Ухтомского и А.Ф. Самойлова, вновь были слиты в объединенных усилиях единого коллектива, но уже на новом, более высоком методическом уровне. Представитель каждой из ветвей отечественной школы нейрофизиологии привнес свой вклад в решение общих задач, стоявших перед Институтом.

С 2008 года Институт называется Учреждение Российской академии наук Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, который является головным Институтом в области физиологии человека и животных в РФ. В настоящее время в Институте 205 сотрудников, 17 хорошо оборудованных научных лабораторий с тематикой исследования от молекулярной биологии до проблем сознания и памяти, объекты исследования от улиток до человека. В Институте есть собственный современный виварий для мелких (мыши, крысы) и крупных лабораторных животных (кролики, кошки, собаки). Каждый год сотрудники Института публикуют около 150 статей в России и за рубежом в самых высокорейтинговых журналах, включая Nature, J. Neuroscience, European J. Neuroscience и др., 1-2 монографии, Член.корр. РАН И.Б. Козловская, сотрудник Института с 50-х годов 6 главы в руководствах и учебниках. Активное сотрудничество проводится с зарубежными учеными Чехии, Франции, Германии, США, Англии, Венгрии. В настоящее время в Институте 25 аспирантов, более 30 молодых ученых.

Более половины бюджета Института составляют гранты Совета по грантам Президента РФ, Российской академии наук, Российского фонда фундаментальных исследований, Российского гуманитарного научного фонда, Министерства образования и науки. Институт выполняет исследования по договорам с МО РФ, зарубежными фирмами и по заказу международных фондов Европейского Совета.

Уникальность Института в науке заключается в возможности объединения усилий специалистов разных направлений, начиная от вычислительной математики, молекулярных биологов и заканчивая неврологами-клиницистами. Большинство специалистов работают на животных, создавая модели патологии и находя пути их коррекции на молекулярном уровне с целью дальнейшего применения в медицинской практике. Научная проблематика Института строго профилирована и ориентирована на фундаментальное исследование высших функций мозга (обучение, память, восприятие, сознание) человека и животных в норме и патологии на системном, сетевом и клеточном уровнях. Применяемые методы представляют собой сочетание классических (электрофизиологических, нейрохимических, нейроморфологических) и наиболее современных подходов к анализу работы мозга (оптический анализ электрических процессов в мозге, его функциональное картирование, молекулярногенетический анализ, компьютерное моделирование) на высоком уровне, что подтверждается широким международным сотрудничеством и публикациями в ведущих международных журналах.

Институт уникален также и своими традициями и особой доброжелательной атмосферой и духом научного творчества. Практически с основания Института в старинном особняке на Пятницкой улице устраивались вечера и капустники, шумные празднества Нового года, юбилеи в виде шуточно-серьезных заседаний (фото Н.Ю. Алексеенко). Эта традиция бережно сохраняется до настоящего времени. Подход к серьезным проблемам с юмором характерен для сотрудников Института.

Лаборатория трофической функции нервной системы (1972-1992 г.г.)

Заведующий — д.м.н., проф. Ажипа Ярослав Иванович (1924—1992 гг.)

Лаборатория трофической функции нервной системы была организована из группы академика Алексея Дмитриевича Сперанского (1887—1961), первоначально располагавшейся в комн. 246 Института нормальной и патологической физиологии АМН. После смерти А.Д. Сперанского этой группой непродолжительное время руководил М.Г. Дурмишьян, который при поддержке Э.А. Асратяна перевел эту группу на Большую Калужскую, 33 (ныне Ленинский проспект, 33). На Б. Калужской ранее также располагалась Физиологическая лаборатория чл.-корр. АН СССР Э.А. Асратяна. Благодаря поддержке и совету Э.А. Асратяна в дальнейшем группа академика А.Д. Сперанского была переименована в Лабораторию трофической функции нервной системы, которая вошла в состав Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии АН СССР.

Впервые Я.И. Ажипа появился (приехал из Ростова-на-Дону) в Москве в 1956 г. в группе академика А.Д. Сперанского. Прохождение по конкурсу на вакантную должность старшего научного сотрудника позволило ему проживать и работать в столице. В группе академика А.Д. Сперанского Ярослав Иванович приступил к исследованиям фундаментальных проблем трофической функции нервной системы. С 1960 по 1987 гг. Я.И. Ажипа работал инструктором в Отделе науки и высших учебных заведений ЦК КПСС. После смерти М.Г. Дурмишьяна Я.И. Ажипа становится руководителем Лаборатории трофической функции нервной системы на общественных началах. В 1970 г. Я.И. Ажипа защищает докторскую диссертацию «Нейро-гуморальные отношения при нервнодистрофическом процессе», а в 1972 г. ему присуждают звание профессора по специальности физиология человека и животных.

Наиболее существенные достижения Лаборатории трофической функции нервной системы:

1. Монография «Нервы желез внутренней секреции и медиаторы в регуляции эндокринных функций» была отмечена в 1982 г. премией имени Л.А. Орбели.
2. Зарегистрировано открытие за номером 148 «Явление возникновения парамагнитных нитрозильных комплексов железа в клетках животных организмов при гипоксии» (Я.И. Ажипа, Л.П.Каюшин, Е.И. Никишкин) с приоритетом от 25 сентября 1965 г.
3. Обнаружено явление нитритредукции с участием дезоксигемоглобина (Я.И. Ажипа, Л.П. Каюшин, В.П. Реутов), которое было использовано для снижения токсического действия нитратов и нитритов на организм человека и животных. За эти исследования Я.И. Ажипа был отмечен серебряной, а его соавторы — Л.П. Каюшин, Е.И. Никишкин и В.П. Реутов — бронзовыми медалями ВДНХ СССР.

Лаборатория экспериментальной патологии и терапии высшей нервной деятельности (1972-2005 г.г.)

Заведующий — д.м.н., проф. Айрапетянц Микаэл Гайкович (1921 г.р.)

В 1970 г. была организована группа экспериментальной патологии и терапии высшей нервной деятельности. Руководителем группы была назначена к.б.н. А. Я. Мехедова. В состав группы вошли Г. Капитонова (из ликвидированной лаборатории по изучению гематоэнцефалического барьера Л.С. Штерн) и окончившие обучение аспиранты И.П. Левшина (лаборатория физиологии анализаторов), С.Н. Лукьянова (лаборатория М.Н. Ливанова), инженер и два лаборанта. Группа просуществовала до 1972 г.

В 1972 г. была создана Лаборатория экспериментальной патологии и терапии высшей нервной деятельности (ЛЭПиТ ВНД) под руководством д.м.н. М.Г. Айрапетянца. В ее состав вошли сотрудники ликвидированной Лаборатории нейрорадиобиологии (зав. И.А. Пионтковский) д.м.н. М.С. Мыслободский, д.м.н. В.С. Гольдберг, к.м.н. В.Н. Семагин, к.б.н И.А. Коломецейва, С.Д. Дьякова и сотрудники ликвидированной Профессор Я.И. Ажипа Слева направо М.Г. Айрапетянц, М.Р. Новикова, И.П. Левшина, Н.М. Хоничева 8 лаборатории «Медленные электрические процессы в головном мозге» (зав. Н.А. Аладжалова) к.б.н. А.В. Кольцова и инженер В. Барабанов.

В состав ЛЭПиТ ВНД полностью вошла Группа экспериментальной патологии и терапии высшей нервной деятельности. По мере изменения структуры Института в состав ЛЭПиТ ВНД вошли сотрудники Лаборатории компенсаторных функций мозга (зав. В.П. Подачин) к.б.н. Н.И. Незлина, к.б.н. Е.П. Лущекина, к.б.н. Л.А. Петрова, Е.П. Марковских, М.Р. Новикова, И.В. Ермакова. После закрытия лаборатории Уголева в состав лаборатории вошел д.б.н. Метельский С.Т.

В разные годы в состав лаборатории вошли к.б.н. К.Ю. Саркисова, к.б.н. Н.М. Хоничева, к.б.н. Н.В. Гуляева, к.м.н. Г.П. Акопов, к.б.н. Н.Н. Богданов , к.ф-м.н Н.Н. Шуйкин, к.м.н. Н.Б. Хаспекова, к.б.н. Л.М. Ливанова.

Начиная с 1996 г. численность лаборатории неизменно сокращалась, ей был возвращен статус группы, в 2008 г. группа вошла в состав Лаборатории функциональной биохимии нервной системы (зав. Н.В. Гуляева).

Лаборатория нейронных и синаптических механизмов условного рефлекса (1973-1992 г.г.)

Заведующий — д.м.н., проф. У.Г. Гасанов (1928—1992 гг.)

Лаборатория Нейронных и синаптических механизмов условного рефлекса была создана в 1973 году для исследований нейронных механизмов поведения животных. Возглавил лабораторию доктор медицинских наук, профессор Урфан Гасанович Гасанов. Прекрасно понимая, что исследование нейронных механизмов целостного поведенческого акта требует новых методических подходов, У.Г. Гасанов и его сотрудники стали применять и активно пропагандировать в Институте и за его пределами методы регистрации мультинейронной активности с последующей дискриминацией из нее отдельных импульсных рядов для корреляционного анализа. В первых работах особое внимание обращалось на свойства нейронов, импульсацию которых выделяли из мультинейронных записей. Анализировали частоту импульсации, ее распределение во времени, устойчивость к подавляющему воздействию наркотических веществ (У.Г. Гасанов, А.Г. Галашина, Г.Л. Ванециан, А.В. Богданов). При исследовании нейронов в микроучастках зрительной коры было выделено четыре типа клеток, различающихся по характеру импульсации (И.С. Сташкевич). Было показано, что раздражения таламических структур оказывали разное влияние на характер импульсных реакций, латентность и силу ответов разных нейронов одних и тех же микроучастков сенсомоторной коры. Выявлялась тенденция, заключавшаяся в том, что нейроны с большими скоростями проведения по аксонам в мультинейронных записях имеют большую амплитуду спайков (Н.В. Вебер, С.Ш. Рапопорт, И.Г. Силькис).

Одновременная регистрация нескольких нейронов позволила проследить длительные посттетанические изменения эффективности синаптической передачи в виде длительной потенциации или длительной депрессии импульсных реакций в микроучастках коры (Н.В. Вебер, С.Ш. Рапопорт, И.Г. Силькис, И.С. Сташкевич). Было показано, что длительная потенциация и длительная депрессия синаптической передачи могли возникать в одних и тех же синапсах, а один и тот же кондиционирующий залп мог приводить к разным по знаку эффектам в синапсах, локализованных на разных нейронах, что свидетельствовало о широких возможностях пластических перестроек в корковых нейронных сетях.

Параллельно с изучением индивидуальных характеристик нейронов исследовали их совместную, взаимосвязанную активность. Изучали способность нейронов оказывать влияние на соседние клетки, т. е. проявлять «сетевые» свойства в зависимости от характера их фоновой импульсации (У.Г. Гасанов, Л.Н. Максимова, И.С. Сташкевич), пластические изменения функциональных связей между нейронами, их вероятностный характер, избирательность и стабильность (У.Г. Гасанов, А.Г. Галашина, А.К. Газиев). Произведена оценка роли подкорковых структур в возможных изменениях характера межнейронных взаимодействий (Н.В. Вебер, И.С. Сташкевич).

Слева направо стоят: А.В. Богданов, И.С. Сташкевич, М.И. Иванова, У.Г. Гасанов, Л.Н. Максимова, В.И. Кирпичев. Слева направо сидят: И.Г. Силькис, Н.В. Вебер, С.Ш. Рапопорт 9 Сравнительный анализ активности нейронов моторной и слуховой коры показал, с одной стороны, более высокую плотность, а с другой — более широкое распространение прямых функциональных связей между нейронами моторной коры по сравнению с нейронами слуховой коры (У.Г. Гасанов, А.В. Богданов, А.Г. Галашина). Иначе говоря, выявлялись различия и в «сетевой» активности нейронов разных проекционных зон.

Естественно, что в полной мере функциональная неоднородность нейронов коры проявлялась тогда, когда их исследовали в условиях обучения. Так, эксперименты с обучением по обратным связям (запуск звукового сигнала, подаваемого бодрствующему животному, импульсами нейронов его же слуховой коры) показали, что нейроны, генерировавшие спайки различной амплитуды, по-разному меняли свою импульсацию. Были выделены «первично и вторично обучаемые» нейроны. Клетки, генерировавшие спайки высокой амплитуды, изменяли свою активность раньше, чем нейроны со спайками меньшей амплитуды, вовлекаемые в процесс обучения «вторично». При этом было установлено, что «первично обученные» клетки не только регулировали деятельность соседних клеток, но и сами могли оказываться под их влиянием, что свидетельствовало о возникновении в процессе обучения двусторонних связей. Наибольшее число функциональных связей с соседними клетками устанавливали нейроны со спайками высокой и средней амплитуды. Эти эксперименты показали, что уже на уровне трехнейронных микросистем начинают проявляться специфические системные нейронные механизмы адаптивных реакций. Было высказано предположение, что по отношению к микросистеме нейроны со спайками более высоких амплитуд в записи являются «выходными», а нейроны со спайками наиболее низких амплитуд «входными» — конвергентными (У.Г. Гасанов, А.Г. Галашина).

Размышляя над результатами этих исследований, У.Г. Гасанов пришел к заключению о наличии в первичных корковых проекционных зонах гностических микросетей — элементарных функциональных единиц, с которых начинается анализ биологической информации. В своей монографии «Познавательная функция корковых нейронных сетей» он подробно развил идею об анализе простых и сложных форм нервной деятельности посредством двух качественно различных нейронных механизмов обучения — элементарных и системных — и выдвинул ряд положений о структурно-функциональных основах организации корковых нейронных сетей, убедительно доказав, что в основе познавательной (когнитивной) модели обучения лежит системная деятельность нейронов.

К сожалению, эта работа У.Г. Гасанова оказалась последней. После его смерти в 1992 г. сотрудники лаборатории продолжают исследовать активность корковых нейронных сетей бодрствующих животных в других подразделениях института.

Основные работы У.Г. Гасанова:

1. Гасанов У.Г. Внутреннее торможение. — М.: 1972. Наука. — 147 с.
2. Гасанов У.Г. Системная деятельность корковых нейронов при обучении. — М.: 1981. Наука. — 108 с.
3. Гасанов У.Г. Познавательная функция корковых нейронных путей. — М.: 1992. Наука. — 119 с.

Лаборатория функциональной нейроморфологии (1962-2007 г.г.)

Заведующие — д.м.н., проф. Александровская Мария Моисеевна. (1905—1992 гг.) , к.б.н. Артюхина Нина Ивановна (1924—2007 гг.), к.б.н. Мац Валентина Николаевна (1940 г.р.), д.б.н. Лосева Елена Владимировна (1950 г.р.)

В 1951 г. в Институте высшей нервной деятельности АН СССР был создан «кабинет морфологии мозга». На должность заведующего была приглашена доктор медицинских наук, профессор Мария Моисеевна Александровская из лаборатории патоморфологии мозга Центрального института психиатрии Министерства здравоохранения РСФСР, много лет проработавшая с одним из основоположников советской нейроморфологии профессором П.Е. Снесаревым.

В 1962 году «кабинет» был преобразован в Лабораторию морфологии центральной нервной системы. В задачи лаборатории входило исследование структурнометаболических изменений в головном мозге животных при моделировании физиологами различных функциональных состояний. Были выявлены деструктивные и адаптивно-компенсаторные сдвиги при радиоактивном облучении, экспериментальном неврозе, эмоциональном и болевом стрессе, воздействии магнитного поля и алкоголя, при черепномозговой травме, нейротрансплантации и ишемии. Проведены исследования очага поляризационной доминанты, выявлены структурно-функциональные корреляты возбуждения в синапсах соответствующего очага. М.М. Александровская и П.Е. Снесарев 10 Помимо научно-исследовательской работы, одним из важных пунктов работы лаборатории было определение локализации микроэлектродов, вживленных в мозг подопытных животных, участков экстирпации, электрокоагуляции и других воздействий. В этом плане большое значение имеет открытие М.М. Александровской (1961 г.), обнаружившей реактивный глиоз вокруг кончика электрода — пролиферацию нейроглии, или «глиальный чехол», который формируется независимо от времени присутствия электрода в ткани мозга. По этому «глиальному чехлу» легко определить локализацию даже «острого», а не только хронического вживленного электрода.

В 1974 году заведующей лабораторией стала кандидат биологических наук Н.И. Артюхина, с 1998 по 2001 гг. заведующая лабораторией — кандидат биологических наук В.Н. Мац, с 2001 по 2007 гг. заведующая лабораторией — доктор биологических наук Е.В. Лосева.

Лаборатория электрофизиологических условных рефлексов животных и человека (1950-1986 г.г.)

Заведующий — академик АН СССР Ливанов Михаил Николаевич (1907—1986 гг.)

Лаборатория электрофизиологии условных рефлексов была в числе тех, которые были созданы сразу же при образовании Института высшей нервной деятельности. К этому времени Михаил Николаевич Ливанов уже был известным ученым, имевшим интересные публикации об изменениях электроэнцефалограммы животных (тогда, в основном, кроликов) и человека под влиянием различных внешних воздействий. Э.А. Асратян, приступая к широкому многоплановому изучению механизмов условных рефлексов, считал необходимым исследование электрической активности мозга при их формировании и поэтому пригласил М.Н. Ливанова в качестве руководителя новой лаборатории. М.Н. Ливанов уже пришел к идее о функциональном значении изоритмичности процессов в заинтересованных областях мозга при формировании условного рефлекса. Чтобы всесторонне изучать это явление, была необходима многоканальная регистрация электрической активности мозга. Тем не менее усилители еще были довольно примитивными, количественная оценка электрических колебаний проводилась чуть ли не вручную. Но уже через несколько лет М.Н. Ливановым совместно с инженером В.М.Ананьевым был разработан новый многоканальный прибор — электроэнцефалоскоп, в основе работы которого лежал принцип коммутации. Данные, полученные с помощью этого прибора, могли быть обработаны на ЭВМ.

В самом начале лаборатория Михаила Николаевича во вновь созданном институте состояла из трех человек, включая ныне покойную Ирену Николаевну Книпст (создатель оригинального топографического метода обработки многоканальных электроэнцефалограмм, позволившего получить представление о минимальном времени, необходимом для передачи возбуждения между корковыми представительствами разных анализаторов) и аспирантку, выпускницу биофака МГУ Валентину Николаевну Думенко (сейчас — ведущий научный сотрудник, доктор биологических наук, автор двух монографий). Маленький коллектив с энтузиазмом взялся за изучение новой для них проблемы. В.Н. Думенко вспоминает, как Михаил Николаевич проводил своеобразные «курсы», на которых он объяснял своим молодым коллегам устройство лампового усилителя. Позже пришли сотрудники М.Н. Ливанова по Институту психиатрии, в том числе Татьяна Александровна Королькова, труды которой впоследствии составили основу главной концепции Ливанова. Потом к ним присоединились сотрудники руководимой М.Н. Ливановым лаборатории Института биофизики. Сложилось так, что эти три потока определили три основных направления работы лаборатории, полным названием которой стало Лаборатория электрофизиологии условных рефлексов животных и человека: изучение ЭЭГ-коррелятов условных рефлексов животных (в качестве подопытных использовались, в основном, кролики), исследование функционального значения изменений ЭЭГ человека (родоначальником этого направления в лаборатории стала Нина Александровна Гаврилова) и изучение механизмов условных рефлексов на уровне активности отдельных корковых нейронов. Большое внимание уделялось изучению нейронных механизмов внутреннего торможения (работы д.б.н. Галины Ивановны Шульгиной). Из Института биофизики пришли также идеи изучения магнитных составляющих электрических процессов мозга, а также влияния магнитных полей на активность мозга. Последнее направление, руководимое профессором Ю.А. Холодовым, развилось до такой степени, что М.Н. Ливанов счел необходимым для этой цели выделение самостоятельной лаборатории.

Исследования активности мозга человека в различных функциональных состояниях Михаил Николаевич считал очень существенными и достойными того, чтобы они развивались в рамках еще одной самостоятельной лаборатории. Наметился и руководитель — д.м.н. Нина Евгеньевна Свидерская. Но такая лаборатория (электрофизиологии высших функций мозга), успешно проработавшая около 20 лет, была создана уже после смерти М.Н. Ливанова.

Будучи высокообразованным человеком в области электроники, М.Н. Ливанов уделял огромное внимание техническому оснащению лаборатории. Помимо научных сотрудников, в лабораторию было принято почти столько же инженеров с хорошим физико-техническим образованием. Инженеры не только обеспечивали бесперебойную работу техники, но и принимали активное участие в научных исследованиях, защищали диссертации. Стоит отметить Владимира Денисовича Труша и Александра Валентиновича Кориневского, без которых было бы невозможно впервые в мире осуществить действительно замечательный физиологический эксперимент, управляемый компьютером, в результате которого было получено неоспоримое доказательство значения сходства электрических процессов в «заинтересованных» участках коры для облегчения распространения возбуждения — явления, которое наблюдается в том числе и при выработке условного рефлекса.

После смерти академика Ливанова лабораторию возглавил профессор Константин Кондратьевич Монахов, ученик М.Н. Ливанова, видный специалист в области клинической электроэнцефалографии. Под его руководством, в основном, были сохранены главные направления научных исследований, однако интересы нового руководителя были связаны с когнитивными процессами, протекающими в мозге человека. Этим работам уделялось особое внимание. Тем не менее лаборатория сохраняла свое название, и только после смерти К.К. Монахова, когда руководителем стал профессор Эдуард Арутюнович Костандов, было решено переименовать лабораторию. Она стала называться Лабораторией нейрофизиологии когнитивных процессов. Интересно, что костяк этой уже небольшой лаборатории, являющейся фактическим и формальным преемником лаборатории электрофизиологии условных рефлексов, составляют бывшие сотрудники М.Н. Ливанова. Стоит отметить, что в лаборатории сейчас вместе работают первая и последняя аспирантки М.Н. Ливанова — доктор биологических наук В.Н. Думенко и кандидат биологических наук И.А. Яковенко.

Некоторые работы лаборатории:

1. Ливанов М.Н., Ананьев В.М. Электроэнцефалоскопия. М., Медгиз, 1959.
2. Ливанов М.Н. Нейрокинетика. — В кн.: Проблемы современной нейрофизиологии.— М.-Л.: 1965. — 37-72 с.
3. Ливанов М.Н., Книпст И.Н. Биоэлектрические проявления условнорефлекторной деятельности и их функциональная значимость. — В кн.: Физиология высшей нервной деятельности. Ч.1. Основные закономерности и механизмы условнорефлекторной деятельности. — М.: 1970. — 294-355 с.
4. Ливанов М.Н., Гаврилова Н.А., Чемоданов В.Н. К вопросу о функциональной значимости синхронизации биопотенциалов коры головного мозга у человека. Нейрофизиология. — 1970. Т. 2, № 2, — 166-172 с.
5. Ливанов М.Н. Некоторые итоги изучения корковых связей. — В кн.: Проблемы современной физиологической науки. — Л.: Наука, 1971. — 54-70 с.
6. Ливанов М.Н. Пространственная организация процессов головного мозга. — М.: Наука, 1972. 7. Ливанов М.Н., Труш В.Д., Ефремова Т.М., Потулова Л.А. Связь спектрально-корреляционных параметров ЭЭГ с процессами реализации временной связи и некоторых видов торможения. — В кн.: Основные проблемы электрофизиологии головного мозга. — М.: Наука, 1974. — 50-65 с.
7. Книпст И.Н., Кориневский А.В., Курова Н.С. Динамика пространственных соотношений биопотенциалов коры больших полушарий. — М.: Наука, 1976.
8. Шульгина Г.И. Биоэлектрическая активность головного мозга и условный рефлекс. — М.: Наука, 1978. 10. Ливанов М.Н. Электроэнцефалограмма и мышление. Психологический журнал, 1982. Т. 3, — 127-137 с.

Лаборатория компенсаторных функций мозга (1943-2000 г.г.)

Заведующий — доктор мед. наук, проф. Подачин Виктор Петрович (1927—2000 гг.)

Лаборатория компенсаторных функций мозга (первоначальное название — лаборатория восстановления функций) была организована Э.А. Асратяном в 1943 г. Внимание лаборатории было сконцентрировано на изучении закономерностей восстановления функций организма после механических, анесмического и термического поражений ЦНС. При изучении патогенеза и экспериментальной терапии травматического шока установлено благотворное влияние аденозинтрифосфорной кислоты для выхода животных из шокового состояния, значение симпатической нервной системы в деятельности поврежденной ЦНС, роль чувствительных звеньев рефлекторной дуги в явлениях спинального шока. В экспериментах с перерезками спинного мозга было подтверждено положение Э.А. Асратяна о решающей роли коры больших полушарий в восстановлении нарушенных функций ЦНС.

Начиная с 1962 г. в практику исследований лаборатории вошел электрофизиологический метод. Путем последовательного «прозванивания» всех звеньев поврежденной системы, сопоставления динамики этих изменений с динамикой восстановления нарушенной чувствительности, установлены новые закономерности компенсаторных процессов.

Исследование динамики электрической активности орбитофронтальной области коры, медиодорзального ядра таламуса, областей СА1-СА3 гиппокампа после повреждения какой-либо лимбической структуры показало, что формирование новых функциональных связей протекает наиболее длительно на уровне конечных проекций лимбики, еще раз свидетельствуя о важной роли высших отделов мозга в осуществлении пластических перестроек. Большое внимание уделяется изучению компенсаторных процессов, происходящих после повреждения подкорковых структур, относимых к специфическим и ответственных за осуществление специализированных функций (специфические ядра таламуса, при точностном движении в качестве тест-функции). Показано, что компенсаторные процессы на уровне таламуса заключаются в активном поиске деафферентированными нейронами недостающей афферентации, в перестройке деятельности аппарата вставочных клеток с принятием ими роли афферентных нейронов, благодаря чему достигается предельно возможное восстановление функций, нарушенных данным видом травмы.

Лаборатория физиологии безусловных реакций (1984-1991 г.г.)

Заведующий — академик Уголев Александр Михайлович (1926—1991 гг.)

Лаборатория организована в 1984 г. с целью изучения базисных механизмов пищеварительной, транспортной и эндокринной функций тонкой кишки в связи с процессами питания, включая состояние голода и сытости. Эти проблемы тесно связаны с исследованиями роли пищевой мотивации, которые ведутся в Институте.

В основу исследований положена концепция универсальных блоков как принципа построения физиологических функций в результате уникальных сочетаний элементарных функций, осуществляемых универсальными функциональными блоками и являющимися базовыми элементами организации и эволюции биологических систем. Наиболее существенным результатом работы лаборатории является препаративное разделение эпителиальных и субэпителиальных структур тонкой кишки с последующим определением в них ряда гормонально-активных веществ.

Этот результат, достигнутый впервые в мире, позволяет уточнить происхождение и локализацию различных гормонов, которые ранее ошибочно описывались как гормоны, продуцируемые только эпителиоцитами желудочно-кишечного тракта. В частности, экспериментально было продемонстрировано, что большая часть гастрина продуцируется субсэпителиальными, а не эпителиальными структурами тонкой кишки. С другой стороны, было показано, что эпителий продуцирует некоторые факторы, которые до сих пор описывались лишь в нервных сплетениях.

Дана детальная характеристика распределения эндорфинов вдоль желудочно-кишечного тракта и в разных слоях при разных функциональных состояниях — голода и сытости. Для понимания путей эволюции регуляторных процессов, в особенности регуляции синтеза пропиомеланокортина (предшественника ряда регуляторных пептидов, включая эндорфины), важны исследования лаборатории, подтвердившие ранее установленные данные о том, что синтез пропиомеланокортина в передней доле Профессор В.П. Подачин Академик А.М. Уголев 13 гнпофиза репрессируется глюкокортикоидами, а в промежуточной доле — дофамином. В различных структурах желудочно-кишечного тракта, менее специализированных и филогенетически более древних, чем гипофиз, эффективны оба механизма репрессии. Полученные результаты позволили распространить общие принципы эволюции функций на объяснение филогенеза специфических особенностей регуляторных процессов на примере регуляции синтеза пропиомеланокортина.

Лаборатория электромагнитной нейрофизиологии (1984-1997 г.г.)

Заведующий — д.б.н., проф. Холодов Юрий Андреевич (1931—2002 гг.)

Лаборатория организована в 1984 г. на базе группы, которая выделилась в 1979 г. из Лаборатории электрофизиологии условных рефлексов. Теоретической основой исследований лаборатории явились воззрения М.Н. Ливанова (пространственная организация электрических процессов мозга и особенности его реакций на электромагнитные поля), Л.Г. Воронина (сравнительная физиология высшей нервной деятельности) и П.В. Симонова (превентивное торможение при действии стимулов малой интенсивности).

В лаборатории изучались механизмы деятельности мозга с помощью регистрации его магнитных полей, а также при воздействии на организм электромагнитных полей (ЭМП) с различными биотропными параметрами. Для исследований использовали психологические, психофизиологические, поведенческие, электрографические, магнитографические, а также морфологический и биохимический методы. Основными объектами исследований являлись ракообразные, крысы, обезьяны и человек.

В реакциях организма на общее воздействие различных электромагнитных полей (в зависимости от их параметров) отмечено увеличение двигательной активности, преимущественное торможение выработанных временных связей, возникновение ЭЭГ-реакций синхронизации, участие нейроглиальных элементов мозга. У человека при периферическом воздействии низкоинтенсивных ЭМП обнаружены асимметричные сенсорная и электрографическая реакции, свидетельствующие об участии в восприятии ЭМ-стимула ноцицептивной системы.

Совокупность полученных сотрудниками лаборатории данных свидетельствует о существовании нескольких путей реализации реакций организма на ЭМП (прямых и рефлекторных), с преобладанием медленного начального реагирования с латентным периодом около 20-40 с.

Результаты исследований, проведенных в лаборатории, нашли широкое применение в разработке теоретических основ экологии (электромагнитное загрязнение и электромагнитный голод), гигиеническом нормировании, электромагнитной терапии.

В лаборатории впервые в стране применялся метод магнитоэнцефалографии с использованием магнитометра оптической накачки и сверхпроводящего квантомеханического интерференционного датчика (СКВИД). Использование этого метода позволило локализовать источники альфа-активности, а также источники электрической активности коры больших полушарий при вызванных ответах и определять точные координаты очагов эпилептической активности. Это направление было тесно связано с диагностикой мозга больных эпилепсией и здорового человека-оператора.

За время существования лаборатории Ю.А. Холодовым с сотрудниками было опубликовано более 20 научных монографий, около 300 статей, получено 8 патентов, в течение многих лет проводился всесоюзный научный семинар «Биологические эффекты электромагнитных полей».

В 1997 г. лаборатория перестала существовать как самостоятельное подразделение и была в качестве группы влита в Лабораторию прикладной физиологии ВНД человека.

Монографии:

1. Холодов Ю.А. Влияние электромагнитных и магнитных полей на центральную нервную систему. 1966. — 284 с.
2. Холодов Ю.А. Шестой незримый океан. — М.: «Знание», 1978. — 110 с.
3. Холодов Ю.А., Шишло М.А. Электромагнитные поля в нейрофизиологии. — М.: Наука, 1979. — 168 с.
4. Холодов Ю.А. Мозг в электромагнитных полях. — М.: Наука, 1984. — 119 с.
5. Холодов Ю.А., Козлов А.Н., Горбач А.М. Магнитные поля биологических объектов. — М.: Наука, 1987. — 145 с.
6. Холодов Ю.А., Лебедева Н.Н. Реакции нервной системы человека на электромагнитные поля. — М.: Наука, 1992. — 135 с.

Международный исследовательский центр по нейробиологии сознания "Светлое пятно"

Важным событием в жизни института было создание в 1991 году Международного исследовательского центра нейробиологии сознания «Светлое пятно» (International Research Center on the Neurobiology of Consciousness «Light Spot»). Название было взято из высказывания И.П. Павлова о том, что сознание связано с работой определенного «творческого» участка коры, который обладает оптимальной возбудимостью. Павлов писал, что такой участок выглядел бы как светлое пятно, перемещающееся по коре. Создание такого центра было ново по двум причинам. Во-первых, новым было само обращение к проблеме сознания. П.В. Симонов последовательно проводил здесь свою линию на необходимость поиска мозговой основы высших психических функций, что ранее выразилось в определении задач созданной незадолго до этого лаборатории высшей нервной деятельности человека. Во-вторых, новой была сама идея создания международного центра: сказалось разрушение системы тотального контроля над всеми возможными связями с заграницей. Председателем научного совета центра стал П.В. Симонов, сопредседателем — А.М. Иваницкий.

В 90-е годы центр провел три представительных международных симпозиума по проблеме физиологических основ сознания. Первый из них состоялся в 1992 году, второй — в 1994 году, когда все участники жили в санатории «Узкое», что создавало атмосферу дружеского неформального общения. Наконец, третий симпозиум был проведен в 1997 году в С.-Петербурге в рамках 33-го Международного конгресса физиологических наук. Этот третий симпозиум позволил собрать звезд мировой науки по данной проблеме. Центр дал возможность установления более тесных контактов с ведущими научными школами за рубежом, что было очень важно в условиях, когда русская наука вышла из условий изоляции. Значительный интерес к нашим работам, да и к новой России проявили наши зарубежные коллеги.