Главная » Научная работа » Лаборатории кафедры »

Лаборатория физиологии и генетики поведения

Лаборатория физиологии и генетики поведения исследует несколько важнейших аспектов поведения животных в норме и патологии, большая часть из которых относится к изучению когнитивной деятельности животных - одной из фундаментальных и активно разрабатываемых областей современной нейробиологии и когнитивной науки. В своей работе мы применяем целый комплекс моделей и используем наиболее современные методики, основанные на новейших достижениях мировой нейробиологии и генетики поведения. Разнообразие изучаемых объектов (мыши, полевки, крысы, вороны, попугаи, чайки и др.) обеспечивает получение сравнительных характеристик когнитивных способностей животных и позволяет оценивать пути их происхождения в филогенезе. Наряду с экспериментами в стандартных лабораторных условиях предпринимаются попытки изучать когнитивные способности животных, находящихся в естественной среде обитания.

Сравнительный анализ высших когнитивных способностей птиц. Одно из направлений наших исследований – поиск эволюционных корней мышления, языка и сознания человека. С этой целью мы проводим разносторонние исследования мышления (рассудочной деятельности) и некоторых других высших когнитивных функций животных разных таксономических групп. Основной объект наших исследований - серые вороны – птицы со сложно организованным мозгом, сходные с человекообразными обезьянами по спектру когнитивных способностей. В настоящее время мы исследуем у ворон механизмы процесса символизации, а также их способность узнавать свое отражения в зеркале.

Нейробиологические и когнитивные механизмы пространственного поведения. Наряду с изучением наиболее сложных форм когнитивной деятельности мы исследуем механизмы одной из базовых когнитивных функций, обеспечивающей пространственное поведение животных. Его разнообразные аспекты (пространственная память, «картирование» и контроль территории, ориентация и навигация в пространстве) мы изучаем как в лабораторных условиях на лабораторных грызунах, так и в естественной среде обитания на диких полевках. Оценка пространственной памяти и успешности обучения животных проводится с использованием современного программного обеспечения (Ethovision, Observer) с применением как стандартных лабиринтов, так и собственных экспериментальных методик, и установок. С помощью метода иммуногистохимического картирования активации структур мозга мы исследуем, какие субрегионы гиппокампа и связанных с ним структур участвуют в контроле разных аспектов пространственной когнитивной деятельности (рис. 2).

Генетика поведения. Роль генотипа в формировании когнитивных способностей грызунов. Еще одно направление работ лаборатории посвящено исследованию роли генетических особенностей в проявлении когнитивных способностей животных. Проводится анализ возможных путей усиления когнитивных способностей мышей методом селекции: выведены и исследуются уникальные линии мышей, различающиеся по весу мозга (линии БМ – «большой» и ММ – «малый» мозг), а также линия мышей, которых отбирали по наличию у них высокой способности к решению элементарной логической задачи на экстраполяцию направления движения стимула, исчезающего из поля зрения (линия ЭКС). Мыши этой линии отличаются от контрольной популяции КоЭКС по ряду признаков поведения, связанных с когнитивными способностями (и их относительный вес мозга также оказался выше). Получаемые нами данные свидетельствуют о том, что мыши этих линий по-разному реагируют на фармакологические агенты, а это, в свою очередь, дает новые знания о физиолого-генетических особенностях работы мозга (рис. 3).

Экспериментальное исследование физиологического механизма и генетических основ аудиогенной эпилепсии грызунов. Отдельное направление работ посвящено изучению патофизиологии ЦНС с использованием выведенной в лаборатории линии крыс КМ (Крушинского-Молодкиной). При действии сильного звука у этих крыс развиваются судорожные приступы, которые рассматривают как модель эпилепсии человека, а также ряд других патологических состояний (миоклонус, каталепсия, нарушения мозгового кровообращения и др.). Наряду с изучением физиолого-генетических механизмов этих патологий линия КМ используется для оценки действия противосудорожных препаратов. На основе линии КМ выведены сублинии «0» и «4», которые составляют часть имеющейся в лаборатории уникальной коллекции линий грызунов – нейрогенетических моделей поведения в норме и патологии.

В настоящее время работы лаборатории поддержаны грантами РФФИ № 15-04-01732 и № 16-04-01169.

Возможные темы выпускных работ бакалавра и магистра

Темы научных работ для бакалавров:

1. Аудиогенная эпилепсия. Отдаленные эффекты неонатального введения кофеина.
2. Аудиогенная эпилепсия. Отдаленные эффекты неонатального введения микродоз судорожных агентов.
3. Влияние метилглиокаля (продукта гликолиза) на аудиогенную эпилепсию и поведение крыс КМ.
4. Структурные характеристики траектории передвижения грызунов в незнакомой среде, неоднородной по биологической значимости.
5. Исследование способности животных к узнаванию своего отражения в зеркале.
6. Исследование способности животных к символизации.
7. Оценка способности к решению когнитивных тестов у мышей после неонатального введения ряда биологически активных веществ.
8. Особенности проявления тревожности и исследовательской активности у мышей, селектированных на разный вес мозга, после прекращения селекции
9. Этограммы мышей разных генотипов

Темы научных работ для магистров:

1. Влияние метилглиокаля на аудиогенную эпилепсию и поведение крыс линий КМ, линии «0» и линии «4».
2. Влияние кетогенной диеты на судорожную готовность крыс трех линий (КМ, «0» и «4»).
3. Сравнительное изучение спектра когнитивных способностей птиц с разным уровнем развития мозга.
4. Анализ факторов, влияющих на способность врановых птиц к узнаванию своего отражения в зеркале.
5. Анализ механизмов символизации у птиц: воникновение эквивалентных отношений между знаком и обозначаемым.
6. Вовлечение разных отделов энторинальной коры в контроль исследовательской активности.
7. Изменения адаптивного поведения у мышей, селектированных на когнитивный признак
8. Способность к обучению разным навыкам у мышей, селектированных на способность к экстраполяции.

Книги, которые полезно прочитать поступающим на кафедру:

• Зорина З.А., Полетаева И.И., Резникова Ж.И. Основы этологии и генетики поведения (Учебник для студентов вузов, обучающихся по биол.специальностям). М. Изд-во Моск. ун-та 1999, 2003, 2013. 383 с.
• Крушинский Л.В. Записки московского биолога: загадки поведения животных. М. : Языки славянской культуры, 2006. 500 с.
• Резникова, Ж.И. Интеллект и язык: Животные и человек в зеркале эксперимента: Учеб.пособие для студентов вузов. М.: Наука, 2000. 278 с.

Научно-популярные публикации:

• Зорина З.А., Лазарева О.Ф., Смирнова А.А. Умеют ли вороны считать? Природа. 2001. № 2. С. 72-79. http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/NATURE/02_01/RAVEN.PDF
• З.А.Зорина, И.И.Полетаева. Я познаю мир. Детская энциклопедия. Поведение животных. М. АСТ: Астрель, 2000. 444 с.

версия для печати