Главная страница Карта сайта Контактная информация Закрытый раздел для сотрудников и студентов кафедры Старая версия сайта






Нейробиологические и когнитивные механизмы пространственного поведения


Руководитель: в.н.с. Плескачева Марина Григорьевна

Ответственный исполнитель: в.н.с. Купцов Павел Андреевич

Творческий коллектив:


Багоцкая Мария Сергеевна
инженер
кандидат биологических наук

Купцов Павел Андреевич
ведущий научный сотрудник 
кандидат биологических наук

​Плескачева Марина Григорьевна
ведущий научный сотрудник
кандидат биологических наук

Работа выполняется совместно с член-корреспондентом РАН К.В.Анохиным (НИЦ Курчатовский институт), сотрудниками кафедры зоологии позвоночных доцентом В.М.Малыгиным, доцентом С.В. Огурцовым, научным сотрудником В.В. Шахпароновым.

Работа выполняется при поддержке РФФИ № 13-04-00747; № 16-04-01169. Комплексное исследование некоторых механизмов когнитивных процессов разного уровня сложности у животных разных таксонов.

Описание направления

Пространственная когнитивная деятельность животных включает в себя ряд жизненно важных процессов, таких как освоение новой территории, контроль изменений, происходящих на ней, а также стратегии и тактики эффективного передвижения к целевым объектам и избегания потенциальных опасностей. На этапе освоения, картирования новой территории требуется как запоминание местоположения ключевых объектов (корма, убежищ, троп и др.), так и идентификация своего положения в новом пространстве. На поведенческом уровне процессы картирования и контроля изменений на известной территории (перекартирование) обеспечиваются ориентировочно-исследовательской активностью животных. В ее ходе происходит передвижение субъекта по территории, оценка ее размера, геометрии и привязка объектов, биологически значимых стимулов и ориентиров к определенным местам пространства. В конечном счете, как полагают (Tolman, 1948; O’Keefe, Nadel, 1978; Moser et al., 2008), происходит формирование интегрированного пространственного представления данной территории, позволяющее осуществлять оптимальное передвижение по ней. Имеющиеся на данный момент нейрофизиологические данные, полученные на крысах, мышах, а также летучих мышах, позволяют предположить ключевую роль в этих процессах гиппокампа, энторинальной коры и субикулюма, в которых обнаружены нейроны (клетки места, клетки-решетки, приграничные клетки), активность которых зависит от местоположения субъекта в том или ином месте экспериментального пространства. Характер передвижения животных по неизвестной территории в значительной степени определяется их видоспецифическими особенностями и индивидуальным опытом. Одна и та же территория может восприниматься особями разного вида как потенциально опасная или безопасная в зависимости от биологии, экологической специфики вида.

Рис. 1. Рыжая полевка (Clethrionomys glareolus)

Нейробиологические основы видоспецифичности пространственной когнитивной деятельности во многом не ясны, так как эксперименты проводятся преимущественно на лабораторных животных, на которых такие исследования проблематичны. Мы проводим оценку видоспецифических особенностей исследовательской активности, пространственного обучения и хоминга полевок разных видов непосредственно в природной среде обитаня . Продолжается исследование особенностей строения гиппокампа грызунов, начатое ранее в рамках сотрудничества со швейцарскими коллегами (H.-P. Lipp, D. P. Wolfer и др. , см. Pleskacheva et al., 2000).

Известны факты, свидетельствующие о функциональной гетерогенности разных субрегионов гиппокампа и энторинальной коры. Однако функциональная специфика субрегионов этих структур остается во многом непонятной и дискуссионной. В ходе текущего проекта с использованием метода иммуногистохимического картирования (по уровню экспрессии раннего гена с-fos) проводится анализ активности субрегионов и полей гиппокампа лабораторных мышей и диких полевок в серии экспериментов с разной функциональной нагрузкой пространственной когнитивной деятельности (например, см. рис.).

Рис. 2. Особенности активации субрегионов гиппокампа
мышей в разных экспериментальных условиях

При оценке активации гиппокампа на всем протяжении этой структуры нашей группой получены новые данные об участии каудальных отделов гиппокампа в контроле передвижения и исследовательской активности нового пространства у лабораторных мышей и обыкновенных полевок (Купцов и др., 2005; 2012). Обнаружены субрегиональные особенности экспрессии CA1и CA3 полей гиппокампа и зубчатой фасции. Нами начаты и в настоящее время продолжаются исследования функциональной специфичности разных областей гиппокампа мышей и рыжих полевок методом избирательного повреждения структуры (Лебедев и др., 2012). Проводимые нами эксперименты позволяют предположить, что каудальные отделы гиппокампа грызунов сильнее вовлекаются в контроль поведения при исследовании нового пространства большого размера.

Основные публикации

  1. Плескачева М.Г., П.А. Купцов, И.В. Лебедев. Изучение механизмов пространственной когнитивной деятельности животных. В Формирование поведения животных в норме и патологии: К 100-летию со дня рождения Л.В.Крушинского (1911-1984), СС. 194–211. Языки славянской культуры Москва, 2013.
  2. Купцов,П.А., Плескачева М.Г., Анохин, К.В. Неравномерная ростро-каудальная активация гиппокампа после исследования мышами нового пространства. // Журнал Высшей Нервной Деятельности им. И.П.Павлова. Т. 62(1). С. 43-55. 2012
  3. Купцов,П.А., Плескачева М.Г., Воронков Д.Н., Липп Х.-П., Анохин, К.В. Особенности экспрессии гена с-fos по ростро-каудальной оси гиппокампа обыкновенных полевок после быстрого обучения решению пространственной задачи. // Журнал Высшей Нервной Деятельности им. И.П.Павлова. Т. 55(2). С. 231-240, 2005
  4. Pleskacheva M.G., Wolfer D.P., Kupriyanova I.F., Nikolenko D.L., Scheffrahn H., Dell’Omo G., Lipp H.P. Hippocampal mossy fibers and swimming navigation learning in two vole species occupying different habitats. // Hippocampus, v. 10 (1), p. 17-30. 2000
  5. Плескачева М.Г., Лучкина О.С., Купцов П.А., Огурцов С.В., Лебедев И.В., Малыгин В.М. Методы оценки начальной ориентации и поведения на старте у мелких млекопитающих при ближнем хоминге. // Труды Звенигородской биологической станции имени С.Н. Скадовского, т. 5, 232–238. Изд-во Моск. ун-та Москва, 2011

Возможные темы выпускных работ бакалавра и магистра

Бакалавриат:

Структурные характеристики траектории передвижения грызунов в незнакомой среде, неоднородной по биологической значимости.

Магистратура:

Вовлечение разных отделов энторинальной коры в контроль исследовательской активности грызунов.





версия для печати






© 2017 Кафедра
Высшей нервной деятельности МГУ

Старая версия сайта



Почтовый адрес:
119234, Россия, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12,
Биологический факультет МГУ.

Телефон: +7 (495) 939-28-37,
Факс: +7 (495) 939-28-37,
заведующий кафедрой профессор Латанов Александр Васильевич

E-mail: info@neurobiology.ru



2015, сделано в