Нейрохимия, 2022, T. 39, № 4, стр. 340-343

Проблемная лаборатория функциональной нейрохимии была создана в 1967 г. при кафедре нормальной физиологии 1-ого Московского медицинского института им. И.М. Сеченова по инициативе академика АН СССР и АМН СССР Петра Кузьмича Анохина, который являлся заведующим кафедрой с 1955–1974 гг. (рис. 1). Лаборатория располагалась в подвальном этаже физиологического корпуса 1-ого ММИ им. И.М. Сеченова на Моховой ул., бывшем здании физиологического института Императорского Московского университета, построенном в 1893 г.

Руководителем лаборатории был назначен ученик П.К. Анохина доцент кафедры нормальной физиологии Игорь Владимирович Орлов. Первоначальный состав коллектива лаборатории был небольшой: И.В. Орлов, Г.Н. Олейник, В.А. Макаров, Л.М. Чуппина, В.Ф. Майорова, Е.К. Узорин, В.В. Шерстнев. Затем, с годами приходили новые сотрудники: Ю.С. Медникова, И.В. Притулова, Б.С. Безденежных, В.В. Раевский, С.А. Осиповский. Лаборантами и препараторами в лаборатории работали студенты старших курсов А.Н. Кравцов, В.П. Никитин и Н.Д. Захаров. После окончания института и учебы в аспирантуре они работали в лаборатории в качестве научных сотрудников. На базе лаборатории выполняли диссертационные исследования аспиранты кафедры нормальной физиологии 1-ого ММИ им. И.М. Сеченова, а также иностранные коллеги М. Линдеман (Магдебургский университет, Германия) и Ж. Делева (Медицинская академия, София, Болгария).

Ряд сотрудников проблемной лаборатории функциональной нейрохимии в последующем стали известными ученными и педагогами; продолжая и развивая исследования проводимые в лаборатории: Б.Н. Безденежных, доктор психологических наук, профессор; главный научный сотрудник лаборатории психофизиологии им. В.Б. Швыркова института психологии РАН; В.А. Макаров, доктор медицинских наук, профессор кафедры нормальной физиологии Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова, В.П. Никитин, доктор медицинских наук, главный научный сотрудник лаборатории функциональной нейрохимии НИИ НФ им. П.К. Анохина, В.В. Раевский, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией нейроонтогенеза института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, В.В. Шерстнев, доктор медицинских наук, профессор, руководитель лаборатории функциональной нейрохимии НИИНФ им. П.К. Анохина.

В исследованиях, проводимых в лаборатории, были использованы самые современные методы. Широкое применение получила методика микроионофореза, впервые освоенная в стране Г.Н. Олейником. Метод микроионофореза позволяет дозировано подводить различные вещества к отдельной нервной клетке (либо внутрь нейрона) и регистрировать ее биоэлектрическую активность [1]. С помощью метода микроионофореза в лаборатории были исследованы нейроны различных структур головного мозга кошек и кроликов, а также нейроны ЦНС моллюсков. Е.К. Узорин использовал методы выделения изолированных клеточных единиц и методику микроэлетрофоретического разделения компонентов РНК по Хидену–Эдстрему для изучения молекулярных механизмов формирования акцептора результатов действия – одного из узловых механизмов, лежащих в основе системной архитектуры поведенческого приспособительного акта [2]. Методы авторадиографии и электронной микроскопии применялись В.Ф. Майоровой для исследования особенностей распределения меченых нейромедиаторов в различных структурах головного мозга кроликов и ганглиях моллюсков, а также изучения ультраструктуры синапсов [3, 4].

С.А. Осиповский освоил и ввел в практическую работу лаборатории экспериментальную модель исследования нейронов ганглиев моллюсков – прудовика и виноградной улитки, что позволило осуществить нейрофизиологические и нейрохимические исследования идентифицированных нервных клеток ЦНС моллюсков [5]. В лаборатории также проводились исследования онтогенетических аспектов нейрохимической организации мозга. Так, В.В. Раевский в опытах на котятах убедительно показал, что чувствительность нейронов таламуса к нейромедиаторам ацетилхолину и норадреналину в различные периоды постнатального развития претерпевает существенные изменения [6].

Теоретической основой научно-исследовательской деятельности проблемной лаборатории функциональной нейрохимии являлась теория функциональной системы П.К. Анохина и концептуальные представления, являющиеся следствием ее развития: о конвергенция разномодальных возбуждений на отдельном нейроне; разнообразия нейрохимических процессов на субсинаптических мембранах нервной клетки; специфичность нейрохимических механизмов опосредования и внутриклеточной обработки механизмов опосредования и внутриклеточной обработки поступающих к нейрону возбуждений. Указанные представления определяли направления исследований, проводимых в проблемной лаборатории [2, 7, 8].

В многочисленных исследованиях, выполненных сотрудниками лаборатории: И.В. Орловым, Г.Н. Олейником, В.В. Шерстневым, А.Н. Кравцовым и С.А. Осиповским – было доказано свойство гетерохимичности субсинаптических мембран нервной клетки. Опыты, проведенные с помощью метода микроионофореза на нейронах коры и различных подкорковых образований головного мозга кошек и кроликов, а также нейронах ганглиев моллюсков, прудовика и виноградной улитки, показали, что нервные клетки обладают выраженной гетерохимической чувствительностью к различным биологически активным веществам, рассматриваемым в качестве нейромедиаторов – ацетилхолину, норадреналину, серотонину, дофамину, глутамату и ГАМК. Специфические блокаторы рецепторов медиаторов, вводимые микроионофоретически, могли избирательно блокировать реакции нейронов, вызываемые определенными медиаторными веществами [9–12]. Полученные экспериментальные данные позволили сделать заключение о том, что выраженная химическая гетерогенность субсинаптических мембран нервных клеток обеспечивает возможность включения и участия одного и того же нейрона в деятельности функциональных систем с различными приспособительными результатами.

Одним из важных аспектов работы лаборатории явилось изучение нейрохимических особенностей центральных нейронов, обладающих различными конвергентными свойствами. Исходной предпосылкой этих исследований послужили положения о конвергенции разномодальных возбуждений на нейроне и гетерохимизме постсинаптических мембран [2, 7]. Эксперименты, проведенные А.Н. Кравцовым, С.А. Осиповским и В.В. Шерстневым, показали, что нейроны головного мозга кроликов и нервных ганглиев моллюсков, характеризующиеся различными конвергентными свойствами существенно различаются и по критерию их химической чувствительности. Полимодальные нервные клетки, отвечающие на стимулы различной сенсорной и биологической модальности, обладают наиболее выраженным свойством полихимичности, подавляющее большинство таких нейронов чувствительны к нескольким биологически активным веществам. Ареактивные нейроны, как правило, не обладали свойством полихимичности, либо были химически нечувствительными [13, 14]. В связи с этим, особый интерес вызывают факты полученные В.В. Шерстневым, который впервые обнаружил “молчащие” нейроны – нервные клетки коры мозга, не имевшие спонтанной спайковой активности, не отвечавшие на предъявление сенсорных раздражителей и на электрическую поляризацию. Эти клетки могли быть обнаружены только по их реакциям на микроионофиретическое введение медиаторных веществ. Некоторые из “молчащих” нейронов после повторных введений биологически активных веществ приобретали постоянную фоновую спайковую активность и способность отвечать на сенсорные раздражители [15].

Приоритетным направлением исследований проводимых в лаборатории являлось экспериментальное изучение представления о специфичности нейрохимических механизмов обработки возбуждений на уровне центральных нейронов. Первоначальные данные, подтверждающие указанное представление, были получены И.В. Орловым, Л.М. Чуппиной, В.А. Макаровым и И.В. Притуловой, которые выявили, что различные восходящие возбуждения мобилизуют в коре мозга синапсы, различные по своему химизму. Так, ГАМК подавляет негативный компонент, вызванного потенциала коры, появившийся в ответ на раздражение седалищного нерва и, в то же время, не подавляет такой же компонент в том же пункте коры, возникший в ответ на транскаллазальное раздражение. Обратное соотношение наблюдается при наложении на этот пункт коры новокоина [16, 17].

Дальнейшие исследования были выполнены В.В. Шерстневым, А.Н. Кравцовым и С.А. Осиповским с использованием микроионофоретического и системного введения фармакологических веществ, которые обладают способностью избирательно блокировать возбуждения определенной модальности, либо оказывать влияние на определенный нейрохимический механизм передачи возбуждения. В частности, интересные данные были документированы в опытах с анальгетиком фентанилом, который, по клиническим данным, избирательно блокирует ощущение боли, сохраняя сознание. Обнаружено, что фентанил при микроионофоретическом введении избирательно и обратимо блокирует поздние активационные компоненты реакций нейронов коры мозга таламуса и ретикулярной фермации ствола, вызванные электрокожным нонцептивным раздражением, не затрагивая ответы нервных клеток на другие сенсорные посылки. При этом анальгетик блокирует реакции этих нейронов на ацетилхолин, норадреналин и глутамат [11, 12, 18].

В лаборатории были получены электонно-микроскопические доказательства факта распространения субсинаптических процессов в глубь цитоплазмы дендритов нервной клетки. Выполненные В.Ф. Майоровой исследования нейронов моллюсков показали, что субсинаптические образования непосредственно контактируют с микротрубочками и/или цистернами эндоцитоплазматического ретикулума [3, 19].

Результаты исследований коллектива лаборатории послужили предпосылками и экспериментальными доказательствами ряда положений сформулированной П.К. Анохиным теории интегративной деятельности нейрона. В статье “Системный анализ интегративной деятельности нейрона”, опубликованной в 1974 г., П.К. Анохин отметил и высоко оценил данные, полученные сотрудниками проблемной лаборатории функциональной нейрохимии [8].

В 1974 г. проблемная лаборатория функциональной нейрохимии вошла в состав организованного по решению Совета Министров СССР научного-исследовательского института нормальной физиологии АМН СССР, которому было присвоено имя П.К. Анохина. Исследования, проводимые в лаборатории, получили дальнейшее развитие в научной деятельности НИИНФ им. П.К. Анохина.

Рис. 1.

Сотрудники проблемной лаборатории функциональной нейрохимии. 1972 г.