Нейробиологические основы поведения животныхНИР

Neurobiological fundamentals of animal behavior

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Нейробиологические основы поведения животных
Результаты этапа: Объектами исследования являются лабораторные крысы, различные линии крыс, селектированных по чувствительности к аудиогенной эпилепсии, лабораторные и природные мышевидные грызуны, различные линии мышей, селектированных по поведенческим признакам, вороны, виноградные улитки (Helix lucorum) и простейшие (Paramecium caudatum). Исследования по теме охватывают широкий круг проблем современной науки о поведении и его нейробиологических основ от молекулярных механизмов неассоциативного научения у моллюсков и жизнедеятельности простейших до когнитивного поведения млекопитающих и довербальных форм мышления у серых ворон. В рамках научной темы исследованы нейробиологические основы жизнедеятельности и поведения широкого круга организмов (от простейших до млекопитающих) в норме и патологии с использованием физиологических, фармакологических, биохимических, нейрохимических и генетических методов. 1. Методами ПЦР и секвенирования доказана экспрессия белка рапсина в командных нейронах виноградной улитки, что позволило идентифицировать ацетилхолин-чувствительные рецепторы в мембранах командных нейронов у виноградной улитки, обеспечивающих оборонительную реакцию. 2. Исследовано воздействие катехоламинов на мембранные 1- и -рецепторы инфузорий Paramecium caudatum, обеспечивающих двигательное поведение. 3. При исследовании регенерации острых повреждений головного мозга млекопитающих после введения структурных белков шелка в очаг поражения обнаружили активацию ниш стволовых клеток мозга, включая гиппокамп и желудочки. Также выявили некоторые закономерности взаимодействия глиальных клеток и нейронов с двумерными и трехмерными субстратами, включая адгезию, пролиферацию и рост нейронной сети, а также специфику процессов неоваскуляризации мозга после формирования травм. 4. Разработана математическая модель нейронного механизма инструментализации (спонтанного воспроизведения) движений, вызываемых подкрепляемой стимуляцией двигательной коры. 5. Проведено сравнительное исследование морфологии полей гиппокампа (аммонова рога и зубчатой фасции) и пространственного поведения у грызунов разных видов. 6. Разработана математическая модель формирования карты на основе ассоциации клеток направления и места гиппокампа грызунов. 7. Проведены пилотные исследования механизма тета-синхронизации электрической активности коры гиппокампо-префронтального пути, обеспечивающего выполнение инструментальной реакции в зависимости от контекста. 8. Исследованы поведенческие стрессовые реакций на абиотические стрессоры (наноразмерные соединения тяжелых металлов, низкотемпературная плазма, фотогипертермия) в клеточных моделях Protozoa на Paramecium caudatum. 9. Проведено исследование общего состояния животных, развития моторных (тест приподнятая планка, открытое поле) и когнитивных (тест на пищедобывательное поведение в челночной камере) нарушений на модели паркинсонизма у мышей C57BL/6 с использованием хронического воздействия марганца с питьевой водой. На модели паркинсоноподобного состояния, с применением митохондриального токсина ротенона у крыс, исследованы маркеры окислительного повреждения белков и ДНК в крови пациентов на различной стадии болезни Паркинсона. 10. Проведены исследования когнитивных способностей лабораторных мышей, селектированных из генетически гетерогенной популяции на успешное выполнение когнитивного теста на экстраполяцию и по относительному весу мозга. 11. На трех линиях крыс, различающихся по степени выраженности аудиогенной эпилепсии, проведены сравнительные исследования транскриптомов нервной ткани из corpora quadrigemina (четверохолмие) среднего мозга, с целью идентификации генов, связанных с фенотипом такой эпилепсии. 12. Исследована способность врановых птиц к выполнению сложного когнитивного теста, включающего познавательную деятельность и элементы довербального мышления при организации сложных форм поведения.
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Нейробиологические основы поведения животных
Результаты этапа: Объектами исследований являются лабораторные крысы, различные линии крыс, селектированных по чувствительности к аудиогенной эпилепсии, лабораторные и природные мышевидные грызуны, различные линии мышей, селектированных по поведенческим признакам, вороны, виноградные улитки (Helix lucorum) и простейшие (Paramecium caudatum). Исследования по теме охватывают широкий круг проблем современной науки о поведении и его нейробиологических основ от молекулярных механизмов неассоциативного научения у моллюсков и жизнедеятельности простейших до когнитивного поведения грызунов и довербальных форм мышления у серых ворон. В рамках научной темы исследованы нейробиологические основы жизнедеятельности и поведения различных организмов (от простейших до млекопитающих) в норме и патологии с использованием физиологических, фармакологических, биохимических, нейрохимических и нейрогенетических подходов. 1) Произведен поиск генов атипичных ацетилхолиновых рецепторов командных нейронов улитки Helix lucorum в имеющихся базах и проведено секвенирование генома моллюска. Предпринята попытка сборки генома de novo из полученного датасета. 2) Проведен метаанализ литературных источников по проблеме механизмов научения. Современные экспериментальные данные опровергают гипотезу о ключевой роли дофаминового сигнала (подкрепления) как механизма формирования выученного поведения. Обоснованы некоторые элементы нейроморфного интеллекта, критические с точки зрения возникновения человеческого разума, а также роль дофаминовой системы в происхождении интеллекта. 3) На разных видах мышевидных грызунов проведен анализ соотношения массы мозга и тела с учетом пола и возраста. Результаты свидетельствуют о больших относительных размерах гиппокампа у животных природных популяций по сравнению с лабораторными. 4) Исследованы механизма тета-синхронизации электрической активности коры гиппокампо-префронтального пути, обеспечивающего оценку значимости условного стимула в зависимости от контекста. 5) На модели окислительного стресса на инфузориях Paramecium caudatum изучены цитопротекторые эффекты Ноопепта. 6) В условиях ограниченного доступа кислорода и питательных веществ у инфузорий исследованы функциональные свойства ноотропного препарата Семакса. 7) Проведен анализ чувствительности инфузорий к наноразмерным частицам соединений тяжёлых металлов. 8) Исследовано протекторное действие пептидов АРНС3 и Ms9a1 на нейроны и астроциты коры мозга мыши при воздействии на них ишемических условий и активных форм кислорода. 9) Исследованы базисные нейропатологические процессы у мышей C57BL/6 в разные периоды времени хронического воздействия ротенона. 10) На модели мигрени с использованием сульфид-ионов у мышей линии Balb/C исследовано нормализующий эффект суматриптана. 11) Проведены исследования когнитивных способностей лабораторных мышей, селектированных из генетически гетерогенной популяции на успешное выполнение когнитивного теста «поиск входа в укрытие». 12) На двух линиях мышей, селектированных на большой и малый относительный вес мозга, проведено исследование эффектов атомоксетина (блокатора обратного захвата норадреналина) на решение когнитивного теста, на исследовательское поведение и реакцию аверсии. 13) Исследован эффект хронического введения дексаметазона на интенсивность судорожных эпилептиформных припадков в ответ на звук у крыс линии КМ с высокой предрасположенностью к аудиогенной эпилепсии. 14) Проведено исследование наглядно-действенного мышления серых ворон в задачах, требующих использования орудий или их упрощенных аналогов.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Нейробиологические основы поведения животных
Результаты этапа: Исследования выполнены на лабораторных крысах, различных линиях крыс, селектированных по чувствительности к аудиогенной эпилепсии, лабораторных и природных мышевидных грызунах, различных линиях мышей, селектированных по поведенческим признакам, воронах, виноградных улитках (Helix lucorum) и простейших (Paramecium caudatum). Тематика исследований охватывает проблемы современной науки о поведении и его нейробиологических основ от молекулярных механизмов адаптивного поведения моллюсков и жизнедеятельности простейших до когнитивных способностей грызунов и орудийной деятельности у серых ворон. Исследованы нейробиологические основы жизнедеятельности и поведения различных организмов (от простейших до млекопитающих) в норме и патологии с использованием физиологических, фармакологических, биохимических, нейрохимических и нейрогенетических подходов. 1) Идентифицированы два варианта α7-субъединицы ацетилхолиновых рецепторов (АХР) в геноме улитки Helix lucorum. Клонированы α7-субъединицы АХР, которые планируется экспрессировать в ооцитах X.laevis для дальнейших физиологических исследований. 2) Наибольшие нарушения исследовательского поведения у разных видов мышевидных грызунов наблюдалось при повреждении каудальной области гиппокампа. При сравнении с мышами природных популяций лабораторные представители продемонстрировали большую экспрессию гена с-Fos в гиппокампе. 3) Исследована чувствительность инфузорий Paramecium caudatum к наноразмерным частицам соединений тяжёлых металлов. Изучены цитопротекторые эффекты Семакса. 4) На МФТП-модели у мышей исследованы поведенческие и нейрохимические характеристики на досимптоматической стадии паркинсоноподобного синдрома. На модели ротенон-индуцированного паркинсоноподобного синдрома у крыс продемонстрирована нейропротекторная эффективность наномицеллярного комплекса карнозина и липоевой кислоты. У мышей линии C57Bl/6 исследованы моторные нарушения при внутрижелудочковом введении уабаина. 5) Продемонстрирована эффективность новой фармакологической модели мигрени у мышей при совместном использовании сульфид-ионов и NO. 6) Исследованы когнитивные способности мышей, селектированных на успешное выполнение теста «поиск входа в укрытие». У мышей, селектированных по признаку «большой» и «малый» мозг, исследованы эффекты блокатора обратного захвата норадреналина (атомоксетина) на решение этого когнитивного теста. 7) У крыс линии КМ с аудиогенной эпилепсией выявлено влияние дисбаланса моноаминов мозга на генез эпилептиформных судорожных припадков. 8) Для сравнительных исследований наглядно-действенного мышления у серых ворон разработан новый комплекс протоорудийных задач. 9) Разработана модель септопластики у крыс. Исследованы эффекты на физиологический и психоэмоциональный стресс.
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Нейробиологические основы поведения животных
Результаты этапа: Исследования выполнены на лабораторных крысах, различных линиях крыс, селектированных по чувствительности к аудиогенной эпилепсии, лабораторных и природных мышевидных грызунах, различных линиях мышей, селектированных по весу мозга и поведенческим признакам, воронах, виноградных улитках (Helix lucorum) и простейших (Paramecium caudatum, Tetrahymena thermophila). Тематика исследований охватывает проблемы современной науки о поведении и его нейробиологических основ от жизнедеятельности простейших и неассоциативного научения у моллюсков до когнитивной деятельности врановых птиц, грызунов и обезьян. Исследованы нейробиологические основы жизнедеятельности и поведения различных организмов (от простейших до млекопитающих) в норме и патологии с использованием физиологических, фармакологических, биохимических, нейрохимических и нейрогенетических подходов. 1) Идентифицированы два варианта α7-субъединицы ацетилхолиновых рецепторов (АХР) в геноме улитки Helix lucorum. 2) Исследовано влияние наноразмерных частиц на изменчивость адаптивного поведения одноклеточных организмов, валидизированы экспериментальные клеточные модели окислительного стресса. Проведено фармакологическое исследование поведенческих эффектов с применением агонистов и блокаторов адренорецепторов. 3) На разных видах мышевидных грызунов природных популяций, обитающих в различных экологических условиях, выявлены особенности пространственного поведения в экспериментальных средах, отличающихся по нескольким факторам. 4) Исследована роль синхронизации электрической активности в частотном диапазоне тета-ритма в системе гиппокамп-префронтальная кора в процессах обучении и памяти у крыс. 5) Исследованы поведенческие и нейрохимические характеристики у лабораторных мышей в модели пренатальной марганцевой токсичности. 6) Продемонстрировано нейропротекторное действие наномицеллярного комплекса карнозина с липоевой кислотой, снижающего эффект нейротоксичности. 7) Изучен кальцитонин-ген родственного пептида в патогенезе кластерной головной боли. Определены частоты генотипов и аллелей полиморфных сайтов в отобранных генах в выборке пациентов с мигренью, в контрольной выборке и в выборке пациентов с кластерной головной болью. 8) Исследованы когнитивные способности мышей, селектированных на успешное выполнение теста «поиск входа в укрытие». У мышей, селектированных по признаку «большой» и «малый» мозг, исследованы эффекты блокатора обратного захвата норадреналина (атомоксетина) на решение этого когнитивного теста. 9) Исследован антиэпилептический эффект электросудорожной терапии на модели аудиогенной эпилепсии у крыс 10) Разработан новый комплекс протоорудийных задач для широких сравнительных исследований наглядно-действенного мышления у серых ворон. Проведена оценка способности птиц к кооперации. 11) Проведено исследование поведения крыс в модели малоинванизвной ринологической операции. 12) Продемонстрированы ранние радиационные эффекты воздействия высокоэнергичных ионов углерода на функционирования зрительно-моторной системы у обезьян.
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Нейробиологические основы поведения животных
Результаты этапа: Исследована сохранность адаптивных функций у донервных (одноклеточных) и высших организмов в условиях влияния стресс-факторов различной природы (потоки активных частиц низкотемпературной плазмы, микрочастицы пластических полимеров и металлосодержащих наночастиц), обеспечиваемая мембранно-протекторным препаратом Мексидол. На переживающих срезах поля СА1 гиппокампа мышей исследована несинаптическая Са2+-независимая пластичность, которая участвует в регуляции возбудимости нейронов. Динамика тета-активности островковой коры связана с выполнение выученной реакции активного избегания у крыс. Селекция мышей по анатомическим признакам (относительный вес мозга) и когнитивным способностям (успешность выполнения теста) приводит не только к различиям в собственно когнитивных способностях, но к различиям в проявлении ряда исполнительных функций. У грызунов природных популяций выявлены видоспецифические поведенческие стратегии, обусловленные их экологическими нишами. Сложная среда с дифференцированными по освещенности зонами позволяет более точно оценивать их когнитивные и адаптивные способности. У грызунов природных популяций продемонстрирована способность к освоению когнитивного теста на «неисчезаемость» объекта. Выявлены значимые видоспецифические различия, обусловлены как морфофизиологическими, так и экологическими особенностями видов. Продемонстрирована эффективность применения метода сочетанного генно-фармакологического воздействия на животных (мышей) для моделирования компонентов болезни Паркинсона, а также возможность коррекции данных нарушений антиоксидантами. Применение новой синтезированной молекулы — салицил-карнозина — приводит к улучшению двигательных параметров и функционированию памяти у животных в модели LPS-индуцированного нейровоспаления. Выявлены потенциальные маркеры (антиген NeuN и нейротрофин BDNF), отражающие предрасположенность к судорожной готовности у крыс. На воронах проведен тест на способность к кооперации – на понимание роли партнера при одновременном подтягивания веревки с целью добыть приманку. Гипотеза о том, что понимание причинно-следственных закономерностей, лежащих в основе решения задачи с выскальзывающей веревкой, может влиять на «понимание» роли партнера в ее решении, не была подтверждена. Разработана и апробирована методика эксперимента по выявлению у обезьян макак-резусов способности к установлению соответствия объекта образцу. Продемонстрирована способность обезьян усвоить правило установления эквивалентности между объектами. Исследовано развитие хронического болевого синдрома у крыс, переживших септопластику. Продемонстрировано, что антиоксиданты и низкоинтенсивное лазерное излучение не способны уменьшить интенсивность выявленных ноцицептивных ощущений. Разработана принципиальная схема, связывающая известные данные о морфологических послеоперационных изменениях в носовой полости, с новыми данными о нейрофизиологических стрессовых реакциях в модели септопластики у крыс. Продемонстрирована эффективность применения тканеинженерных конструкций (биоискуственных аналогов внеклеточного матрикса) для восстановления периферической нервной системы, а также подобраны белки-кандидаты для возможной инкорпорации в состав исследуемых конструкций. Получены данные о геро- и нейропротекторном вкладе PEDF и антиоксидантных агентов в развитие нейродегенеративных заболеваний органов зрения млекопитающих, включая человека. По результатам исследований опубликовано 23 статьи в российских и зарубежных журналах (из них 6 в журналах Q1), 13 статей в различных сборниках, сделано 28 докладов на российских и международных конгрессах и конференциях, издано 2 учебных пособия, дополнены учебные курсы.
6 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Нейробиологические основы поведения животных
Результаты этапа:
7 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Нейробиологические основы поведения животных
Результаты этапа: -
8 1 января 2028 г.-31 декабря 2028 г. Нейробиологические основы поведения животных
Результаты этапа: -

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".

Прикрепленные файлы


Имя Описание Имя файла Размер Добавлен