Лаборатория нейробиологии памяти

 
Руководитель: член-корр. РАН и РАМН, д.м.н. К.В. Анохин 

Сотрудники лаборатории:

•   Анохин К.В. - зав.лаб., член-корр. РАН и РАМН проф., д.м.н.
•   Тиунова А.А. - вед.н.с., к.б.н.
•   Долгов О.Н. - с.н.с., к.б.н.
•   Бурцев М.С. - с.н.с., к. ф-м.н.
•   Зворыкина С.В. - н.с., к.б.н.
•   Безряднов Д.В.- н.с., к.б.н.
•   Суханова А.Л., - н.с., к.б.н.
•   Комиссарова Н.В.- м.н.с., к.б.н.
•   Черепов А.Б.- н.с., б.с.
•   Емельянова Т.Н. - м.н.с., б.с.
•   Ефимова О.И.- м.н.с., б.с.
•   Чехов С.А.- м.н.с., б.с.
•   Ивашкина О.И. - м.н.с., б.с.
•   Зоц М.А. - м.н.с., б.с.
•   Амельченко Е.М. - ст.лаб., б.с.

Краткая история:
Лаборатория создана в 1991 году на основе группы молекулярной нейробиологии, изучавшей молекулярные механизмы долговременной памяти.
Основные направления исследований:
Молекулярная, клеточная и системная нейробиология памяти. Регуляция экспрессии генов в мозге при когнитивной деятельности и обучении. Эпигенетические перестройки хроматина и поддержание долговременной памяти. Синтез ДНК и структурные перестройки генома при обучении. Молекулярные основы стабильных следов памяти. Память и нейрогенез в развивающемся и взрослом мозге. Нейробиология реактивации и реконсолидации памяти. Остаточные следы нарушенной памяти и механизмы регенерации памяти. Поиск новых молекулярных мишеней для избирательных регуляторов памяти и специфических мнемотропных препаратов. Нейроимиджинг памяти и новые методы выявления эффектов воздействий и веществ на память у животных.
Теория памяти и ее биологических основ. Память и функциональные системы мозга. Обучение новому поведению как процесс формирования новой функциональной системы. Соотношение механизмов развития поведения (первичный системогенез) и приобретения нового поведения (вторичный системогенез). Созревание функциональных систем в мозге после окончания обучения.  Соотношение между системогенезом и эпизодической памятью. Механизмы ассоциативного извлечения памяти. Математическое моделирование обучения и эволюции функциональных систем и поведения. Память и сознание.
 
Разработка новых подходов к визуализации и объективному исследованию функциональных систем в мозге. Технологии оптического просветления тканей мозга. Методы широкомасштабной визуализации систем активных нейронов  мозга с помощью технологий планарной флуоресцентной микроскопии и оптической томографии. Разработка новых молекулярно-контрастных агентов для визуализации когнитивных процессов в нейронных популяциях мозга. Исследование активности генов в мозге при обучении с использованием трансгенных GFP-репортерных животных. Оптоволоконная регистрация экспрессии генов в коре и глубоких структурах мозга у бодрствующих животных при поведении и обучении.

Экспериментальная база, основные модели и методы:
Животные: инбредные и генетически модифицированные (Thy1-GFP, zif-GFP, fos-GFP, nestin-GFP) лабораторные мыши (Mus musculus L.), дикие лесные мыши (Apodemus uralensis), полевки (Clethrionomys glareolus), цыплята (Gallus gallus), улитки (Helix pomatia).

Модели поведения и обучения: модели обучения мышей пассивному избеганию (step-down), выработки условного рефлекса сигнального и обстановчного замирания, угашения вкусовой неофобии, вкусовой аверсии, социальной передачи вкусового предпочтения, распознавания объектов. Пространственное и непространственное обучение в водном лабиринте Морриса. Тесты "открытое поле", приподнятый крестообразный лабиринт. Обучение мышат обонятельной дискриминации. Обучение цыплят пассивному избеганию, зрительной категоризации ("bead floor"), зрительному импринтированию. Обучение улиток вкусовой аверсии и условным рефлексам избегания.

Регистрация и анализ поведения и обучения: Лабиринты и установки для обучения и поведеческого тестирования мышей, цыплят и улиток. Система видеотрекинга VideoMot II (T.S.E.), разработанные в лаборатории системы видеотрекинга FreeTack и EasyTrack. Программа SegmentAnalyzer для автоматической сегментации видеозаписи поведения животного на отдельные поведенческие акты. Программа Theme (Noldus Technologies) для автоматического выявления скрытых паттернов в кодированном поведении.
 

Микроскопия и нейроимиджинг. Микротомы и микротомы-криостаты (Microm H505, H525), станции для иммуногистохимического окрашивания (Sequenza, Shandon) и автоматической whole-mount in situ гибридизации (InsituPro, Intavis). Исследовательский флуоресцентный микроскоп BX-50 (Olympus) с блоком автоматического панорамного сканирования срезов (Surveyor, Objective Imaging). Флуоресцентные макроскопы MVX-10 (Olympus) и M205FA (Leica). Лазерный сканирующий микроскоп с диском Нипкова UltraView-II (Perkin Elmer). Конфокальный лазерный сканер микрочипов SvanArray (UltraView). Разработанная в лаборатории установка для флуоресцентной планарной томографии оптически просветленных тканей. Общелабораторное и биохимическое оборудование.


 

Сотрудничество:
•   Отдел нейронаук, Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва;
•   Международный лазерный центр МГУ, Москва;
•   Лаборатория клеточной нейробиологии обучения, Институт ВНД и нейрофизиологии РАН, Москва;
•   Лаборатория нейрофизиологических основ психики им. В.Б. Швыркова. Институт психологии РАН, Москва;
•   Звенигородская биологическая станция им. С.Н. Скадовского биологического факультета МГУ, Москва;
•   Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York.
Мы открыты к сотрудничеству по широкому спектру новых подходов к исследованиям молекулярных, клеточных и системных механизмов поведения, обучения и памяти. Нас особенно интересуют инновационные технологии телеметрии активности отдельных нейронов в бодрствующем мозге животных; оптогенетика поведения и памяти; новые флуоресцентные белки-сенсоры для визуализации активности нервных клеток; методы коннектомики и оптической микроскопии, молекулярного нейроимиджинга, 3D реконструкции и анализа изображений; методы стереорегистрации и автоматического распознавания поведения; математический анализ и моделирование нейронов и больших функциональных систем в мозге.

Студенты и дипломники:
Принимаем студентов психофизиологов, физиологов, биологов, биофизиков, физиков и математиков на курсовые и дипломные работы.

Некоторые публикации:
Tokarev K, Tiunova A, Scharff C, Anokhin K. Food for song: expression of c-Fos and ZENK in the zebra finch song nuclei during food aversion learning. PLoS One.  2011; 6(6):e21157.
Zheltikov A, Anokhin K. Fiber-probe detection for positron-emission-assisted Cherenkov-radiation brain mapping. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2011; 84 (6 Pt 1): 061902.
Voronin AA, Fedotov IV, Doronina-Amitonova LV, Ivashkina OI, Zots MA, Fedotov AB, Anokhin KV, Zheltikov AM. Ionization penalty in nonlinear Raman neuroimaging. Opt Lett. 2011; 36(4):508-10.
Doronina-Amitonova LV, Fedotov IV, Ivashkina OI, Zots MA, Fedotov AB, Anokhin KV, Zheltikov AM. Fiber-optic probes for in vivo depth-resolved neuron-activity mapping. J Biophotonics. 2010; 3 (10-11): 660-9.
Korneeva EV, Tiunova AA, Aleksandrov LI, Golubeva TB, Anokhin KV. Activation  of tectofugal visual system of the pied flycatcher nestlings at early developmental stages of feeding behavior guided by diffuse photosensitivity. Zh Vyssh Nerv Deiat Im I.P. Pavlova. 2010; 60(3):330-8.
Komissarova NV, Tiunova AA, Anokhin KV. Selective impairments to memory consolidation in chicks produced by 5'-iodo-2'-deoxyuridine. Neurosci Behav Physiol. 2010;40(2):215-23.
Doronina LV, Fedotov IV, Voronin AA, Ivashkina OI, Zots MA, Anokhin KV, Rostova E, Fedotov AB, Zheltikov AM. Tailoring the soliton output of a photonic crystal fiber for enhanced two-photon excited luminescence response from fluorescent protein biomarkers and neuron activity reporters. Opt Lett. 2009 1; 34(21):3373-5.
Efimova OI, Anokhin KV. Enhancement of optical transmission capacity of isolated structures in the brain of mature mice. Bull Exp Biol Med. 2009;147(1):3-6.
Gluckman PD, Hanson MA, Bateson P, Beedle AS, Law CM, Bhutta ZA, Anokhin KV, Bougnères P, Chandak GR, Dasgupta P, Smith GD, Ellison PT, Forrester TE, Gilbert  SF, Jablonka E, Kaplan H, Prentice AM, Simpson SJ, Uauy R, West-Eberhard MJ. Towards a new developmental synthesis: adaptive developmental plasticity and human disease. Lancet. 2009 May 9;373(9675):1654-7.
Komissarova NV, Anokhin KV. Effects of an imprinting procedure on cell proliferation in the chick brain. Neurosci Behav Physiol. 2008;38(3):289-96.
Solov'eva NA, Lagutina LV, Antonova LV, Anokhin KV. Regulation of c-Fos gene  expression in the rat olfactory bulb during olfactory learning. Neurosci Behav Physiol. 2007;37(7):697-704.
Murav'eva EV, Anokhin KV. Involvement of protein synthesis in the reconsolidation of memory at different time points after formation of conditioned reflex freezing in mice. Neurosci Behav Physiol. 2007;37(4):411-7.