Лаборатория системной организации нейронов им. О.С. Виноградовой

Число
публикаций
Общее число
цитирований
Индекс
Хирша
88
619
13
85
685
14
Необходимо авторизоваться.

Организация

  • Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

Области науки

  • Нейробиология
  • Нейрохимия

Чем мы занимаемся?

Мы занимаемся исследованием внимания, памяти и нейропатологии эпилепсии, болезни Альцгеймера и Паркинсона. Наши исследования нацелены на понимание связи уровней организации мозга: от молекул до межструктурные отношений. Лаборатория обладает соответствующими возможностями, - от методов биохимического анализа и пэтч-клампа до исследования познавательного поведения животных. Мы полагаем, что понимание отношений устройства мозга на разных уровнях - это ключевое направление для прорыва в нейронауке.

Используемые методы

  • Пэтч-кламп
  • Гистохимия
Кичигина Валентина Федоровна
Валентина Кичигина
Заведующий лабораторией
Мальков Антон
Антон Мальков
Старший научный сотрудник
Мысин Иван Евгеньевич
Иван Мысин
Научный сотрудник

Направления исследований

Роль окислительного стресса в индукции эпилептогенеза и судорог

+

Механизмы приобретенного эпилептогенеза и инициации судорог до сих пор не известны. Это является основным препятствием для разработки эффективных противоэпилептических и противосудорожных терапевтических подходов. Результаты наших недавних исследований указывают на то, что гипометаболизм глюкозы является основным триггерным фактором для приобретенного эпилептогенеза (1-4). Более того, наши пилотные исследования показывают, что индуцированная глутаматом активация NADPH-оксидазы (NOX) является основной причиной большинства приступов. В обоих случаях окислительный стресс выходит на первое место как основной инициирующий фактор патологии. Дефицит метаболизма глюкозы (5-7), связанный с окислительным стрессом (8-10), может быть пусковым механизмом и движущей силой приобретенного эпилептогенеза. Взаимосвязь эпилептогенеза с гипометаболизмом была установлена как на животных (5,6), так и в клинических исследованиях (11,12). Недавно в экспериментах in vivo мы показали, что хроническое ингибирование энергетического метаболизма за счет снижения утилизации глюкозы инициирует эпилептогенез (1). Мы также продемонстрировали, что судороги в свою очередь ингибируют утилизацию глюкозы (3), выявляя двунаправленную положительную обратную связь, связывающую судороги и гипометаболизм. При этом, экзогенный пируват способен восстанавливать потребление глюкозы, нарушенное судорогами (3). Принципиально, что метаболическая коррекция путем хронического введения пирувата (13) была высокоэффективной в трех принципиально разных моделях приобретенной эпилепсии - фокальной, генерализованной и связанной с болезнью Альцгеймера (2). Основная задача данного исследования — выявление механизмов снижения уровня утилизации глюкозы, по-видимому, обусловленных окислительным стрессом и играющих триггерную роль во всех основных нейродегенеративных заболеваниях. При большинстве фокальных припадков у человека в ЭЭГ выявляется большой сдвиг постоянного тока по амплитуде (так называемый DC сдвиг) в начале приступа, которому часто предшествует высокоамплитудный интериктальный спайк (14-20). DC сдвиг, происхождение которого пока неизвестно, вероятно, отражает массовую переходную сетевую деполяризацию, которая запускает последующую иктальную сетевую активность. В пилотных экспериментах, используя несколько моделей судорог, мы показали, что высокоамплитудный интериктальный спайк связан с быстрым высоковольтным высвобождением H2O2 в результате индуцированной глутаматом активации NOX. Ингибирование NOX предотвращало быстрое высвобождение H2O2, а также последующие DC сдвиг и запуск судороги, в то же время не влияя на интериктальную сетевую активность. Точно так же в экспериментах in vivo антагонисты NOX, инъецированные интрацеребровентрикулярно, предотвращали острые судороги, индуцированные 4-аминопиридином, не ингибируя интериктальную сетевую активность. Основная цель настоящего проекта – разработать единую метаболическую концепцию приобретенного эпилептогенеза и инициации судорог, а также эффективную стратегию предотвращения патологии. В проекте будут исследоваться: роль активации NOX в индукции судорог; влияние окислительного стресса на метаболические и электрические параметры нейронной сети в срезах гиппокампа; участие микроглии в высвобождении АФК при генерации судорог; предотвращение возникновения судорог in vivo путем ингибирования NOX; комбинаторное лечение, предотвращающее приобретенный эпилептогенез.

Публикации и патенты

Theta and gamma hippocampal–neocortical oscillations during the episodic-like memory test: Impairment in epileptogenic rats
Malkov A., Shevkova L., Latyshkova A., Kitchigina V.
Q1 Experimental Neurology 2022 цитирований: 0
Cannabinoids, the Endocannabinoid System, and Cognitive Functions: Enemies or Friends?
Kitchigina V.F.
Q4 Neuroscience and Behavioral Physiology 2021 цитирований: 0
Rhythmic Activity in the Hippocampus and Entorhinal Cortex is Impaired in a Model of Kainate Neurotoxicity in Rats in Free Behavior
Malkov A.E., Shevkova L.V., Latyshkova A.A., Kitchigina V.F.
Q4 Neuroscience and Behavioral Physiology 2020 цитирований: 0
Phase relations of theta oscillations in a computer model of the hippocampal CA1 field: Key role of Schaffer collaterals
Mysin I.E., Kitchigina V.F., Kazanovich Y.B.
Q1 Neural Networks 2019 цитирований: 3
Disturbances of theta and gamma oscillations in the brains with pathologies pecular to Alzheimer's disease and temporal lobe epilepsy
Kichigina V.F.
Q4 Zhurnal Vysshei Nervnoi Deyatelnosti Imeni I.P. Pavlova 2019 цитирований: 0
The use of optogenetic and DREADDs techniques: Applications to the behavioral pathology in Parkinson’s disease
Novikov N.I., Brazhnik E.S., Kichigina V.F.
Q4 Sovremennye Tehnologii v Medicine 2019 цитирований: 0
Open Access
Open access
Changes in theta and gamma network oscillations during the development of neurodegenerative disorders
Kichigina V.
Q4 Sovremennye Tehnologii v Medicine 2019 цитирований: 0
Open Access
Open access
Alterations of Coherent Theta and Gamma Network Oscillations as an Early Biomarker of Temporal Lobe Epilepsy and Alzheimer’s Disease
Kitchigina V.
Q2 Frontiers in Integrative Neuroscience 2018 цитирований: 31
Open Access
Open access
Oscillatory Activity and Cross-Frequency Interactions in the Hippocampus and Connected Brain Structures during Sensory Information Processing
Astasheva E.V., Astashev M.E., Kichigina V.F.
Q4 Neuroscience and Behavioral Physiology 2018 цитирований: 0
Fatty acid amide hydrolase inhibitor URB597 may protect against kainic acid–induced damage to hippocampal neurons: Dependence on the degree of injury
Mikheeva I.B., Shubina L., Matveeva N., Pavlik L.L., Kitchigina V.F.
Q2 Epilepsy Research 2017 цитирований: 11
Endocannabinoid-dependent protection against kainic acid-induced long-term alteration of brain oscillations in guinea pigs
Shubina L., Aliev R., Kitchigina V.
Q2 Brain Research 2017 цитирований: 12
Oscillatory activity and cross-frequency interactions during the processing of sensory information in the brain
Асташева Е.В., Асташев М.Е., Кичигина В.Ф.
Q4 Zhurnal Vysshei Nervnoi Deyatelnosti Imeni I.P. Pavlova 2017 цитирований: 0
Endogenous cannabinoid system of the brain as the target for influences at neurodegenerate diseases
Kitchigina V.
Q4 Zhurnal Vysshei Nervnoi Deyatelnosti Imeni I.P. Pavlova 2016 цитирований: 0
Analysis of oscillations in the brain during sensory stimulation: Cross-frequency relations
Astasheva E., Astashev M., Kitchigina V.
Q3 Lecture Notes in Computer Science 2016 цитирований: 1
Open Access
Open access
Modeling synchronous theta activity in the medial septum: key role of local communications between different cell populations
Mysin I.E., Kitchigina V.F., Kazanovich Y.
Q3 Journal of Computational Neuroscience 2015 цитирований: 8

Местонахождение лаборатории

Пущино, Институтская ул., 3
Необходимо авторизоваться.