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.

*Неправи́тельственная организа́ция, в отноше́нии кото́рой при́нято реше́ние о призна́нии нежела́тельной на террито́рии Росси́йской Федера́ции

Список сотрудников

Список публикаций

Статьи

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
Ierusalimsky V.N., Balaban P.M. Family of CNP neuropeptides: Common morphology in various invertebrates. Cell and Tissue Research. 2011. V. 343. N. 3. P. 483-497. DOI: 10.1007/s00441-010-1119-9
Malyshev A.Y., Balaban P.M. Serotonergic cerebral cells control activity of cilia in the foregut of the pteropod mollusk Clione limacina. Journal of Comparative Physiology A: Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 2011. V. 197. N. 1. P. 25-32. DOI: 10.1007/s00359-010-0581-x
Tchumatchenko T., Malyshev A.Y., Wolf F., Volgushev M.A. Ultrafast population encoding by cortical neurons. Journal of Neuroscience. 2011. V. 31. N. 34. P. 12171-12179. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2182-11.2011
Volgushev M.A., Chauvette S., Timofeev I. Long-range correlation of the membrane potential in neocortical neurons during slow oscillation. Progress in Brain Research. 2011. V. 193. P. 181-199. DOI: 10.1016/B978-0-444-53839-0.00012-0
Иерусалимский В.Н., Балабан П.М. Серотонинэргическая система нейронов в ЦНС виноградной улитки: морфология, онтогенез, контроль поведения. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2010. T. 60. № 5. С. 515-524.
Aseyev N.A., Zakharov I.S., Balaban P.M. Morphology of neuropeptide CNP2 modulation of heart activity in terrestrial snail. Peptides. 2010. V. 31. N. 7. P. 1301-1308. DOI: 10.1016/j.peptides.2010.04.006
Baranauskas G., Mukovskiy A., Wolf F., Volgushev M.A. The determinants of the onset dynamics of action potentials in a computational model. Neuroscience. 2010. V. 167. N. 4. P. 1070-1090. DOI: 10.1016/j.neuroscience.2010.02.072
Chauvette S., Volgushev M.A., Timofeev I. Origin of active states in local neocortical networks during slow sleep oscillation. Cerebral Cortex. 2010. V. 20. N. 11. P. 2660-2674. DOI: 10.1093/cercor/bhq009
Ierusalimsky V.N., Balaban P.M. Two morphological sub-systems within the olfactory organs of a terrestrial snail. Brain Research. 2010. V. 1326. P. 68-74. DOI: 10.1016/j.brainres.2010.02.060
Tchumatchenko T., Geisel T., Volgushev M.A., Wolf F. Signatures of synchrony in pairwise count correlations. Frontiers in Computational Neuroscience. 2010. V. 4. P. 1. DOI: 10.3389/neuro.10.001.2010
Tchumatchenko T., Malyshev A.Y., Geisel T., Volgushev M.A., Wolf F. Correlations and synchrony in threshold neuron models. Physical Review Letters. 2010. V. 104. N. 5. P. 058102. DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.058102
Vavoulis D.V., Nikitin E.S., Kemenes I., Marra V., Feng J., Benjamin P.R., Kemenes G. Balanced plasticity and stability of the electrical properties of a molluscan modulatory interneuron after classical conditioning: A computational study. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 2010. V. 4. P. 19. DOI: 10.3389/fnbeh.2010.00019
Марченко В.Г., Салтыков К.А. Механизмы синхронизации в локальных нейронных сетях неокортекса. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2009. T. 59. № 6. С. 738-747.
Malyshev A.Y., Balaban P.M. Buccal neurons activate ciliary beating in the foregut of the pteropod mollusk Clione limacina. Journal of Experimental Biology. 2009. V. 212. N. 18. P. 2969-2976. DOI: 10.1242/jeb.032227
Samarova E., Balaban P.M. Changes in frequency of spontaneous oscillations in procerebrum correlate to behavioural choice in terrestrial snails. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2009. V. 3. N. AUG. P. 8. DOI: 10.3389/neuro.03.008.2009
Марченко В.Г., Пасикова Н.В. Синхронизация электрических потенциалов в неокортексе крыс после изоляции участка коры в контралатеральном полушарии мозга. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2008. T. 58. № 1. С. 88-97.
Balaban P.M. Cellular mechanisms of behavioral plasticity in simple nervous systems. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2008. V. 38. N. 5. P. 453-459. DOI: 10.1007/s11055-008-9002-9
Korshunova T.A., Bravarenko N.I., Balaban P.M. Impairment of context memory by beta-amyloid peptide in terrestrial snail. Front. Behav. Neurosci.. 2008. V. 2. N. 2. P. 3. DOI: 10.3389/neuro.08/003.2008
Korshunova T.A., Samarova E.I., Bravarenko N.I., Balaban P.M. Effects of β-amyloid (25-35) on learning in the common snail. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2008. V. 38. N. 4. P. 377-382. DOI: 10.1007/s11055-008-0054-7
Malyshev A.Y., Norekian T.P., Balaban P.M. Neural control of heartbeat during two antagonistic behaviors: Whole body withdrawal and escape swimming in the Mollusk Clione limacina. Journal of Comparative Physiology A: Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 2008. V. 194. N. 10. P. 899-906. DOI: 10.1007/s00359-008-0362-y
Nikitin E.S., Korshunova T.A., Zakharov I.S., Balaban P.M. Olfactory experience modifies the effect of odour on feeding behaviour in a goal-related manner. Journal of Comparative Physiology A: Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 2008. V. 194. N. 1. P. 19-26. DOI: 10.1007/s00359-007-0272-4
Nikitin E.S., Vavoulis D.V., Kemenes I., Marra V., Pirger Z., Michel M., Feng J., O'Shea M., Benjamin P.R., Kemenes G. Persistent Sodium Current Is a Nonsynaptic Substrate for Long-Term Associative Memory. Current Biology. 2008. V. 18. N. 16. P. 1221-1226. DOI: 10.1016/j.cub.2008.07.030
Volgushev M.A., Malyshev A.Y., Balaban P.M., Chistiakova M., Volgushev S., Wolf F. Onset dynamics of action potentials in rat neocortical neurons and identified snail neurons: Quantification of the difference. PLoS ONE. 2008. V. 3. N. 4. e1962. DOI: 10.1371/journal.pone.0001962
Балабан П.М. Клеточные механизмы пластичности поведения в простых нервных системах. Российский физиологический журнал им. И,М. Сеченова. 2007. T. 93. № 5. С. 521-530.
Коршунова Т.А., Самарова А.И., Браваренко Н.И., Балабан П.М. Влияние β-амилоида на (25-35) на обучение у виноградной улитки. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2007. T. 57. № 2. С. 229-236.
Efimova O.I., Ierusalimsky V.N., Anokhin K.V., Balaban P.M. Immunohistochemical detection of the activation of CREB and c-Fos transcription factors in the nervous system of the terrestrial snail induced by pentylenetetrazole. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2007. V. 37. N. 9. P. 853-856. DOI: 10.1007/s11055-007-0092-6
Ierusalimsky V.N., Balaban P.M. Primary sensory neurons containing command neuron peptide constitute a morphologically distinct class of sensory neurons in the terrestrial snail. Cell and Tissue Research. 2007. V. 330. N. 1. P. 169-177. DOI: 10.1007/s00441-007-0447-x
Ierusalimsky V.N., Balaban P.M. Neuropeptides of Drosophila related to molluscan neuropeptides: Dependence of the immunoreactivity pattern on the ontogenetic stage and functional state. Brain Research. 2007. V. 1152. N. 1. P. 32-41. DOI: 10.1016/j.brainres.2007.03.038
Lemak M.S., Bravarenko N.I., Bobrov P.D., Bezuglov V.V., Ierusalimsky V.N., Storozhuk M.V., Malyshev A.Y., Balaban P.M. Cannabinoid regulation in identified synapse of terrestrial snail. European Journal of Neuroscience. 2007. V. 26. N. 11. P. 3207-3214. DOI: 10.1111/j.1460-9568.2007.05945.x
Mukovski M., Chauvette S., Timofeev I., Volgushev M.A. Detection of active and silent states in neocortical neurons from the field potential signal during slow-wave sleep. Cerebral Cortex. 2007. V. 17. N. 2. P. 400-414. DOI: 10.1093/cercor/bhj157
Samarova E.I., Balaban P.M. Recording of spontaneous oscillations in the procerebrum of the terrestrial snail Helix during free behavior. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2007. V. 37. N. 8. P. 773-777. DOI: 10.1007/s11055-007-0081-9
Балабан П.М., Гуляева Н.В. Общность молекулярных механизмов нейропластичности и нейропатологии: интегративный подход. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2006. T. 92. № 2. С. 145-152.
Ефимова О.И., Иерусаимский В.Н., Анохин К.В., Балабан П.М. Иммуногистохимическая детекция активации транскрипционных факторов CREB и C-FOS в нервной системе наземной улитки под действием пентилентетразола. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2006. T. 56. № 6. С. 801-804.