Відділ фізіології нейронних мереж

У відділі фізіології нейронних мереж та лабораторії біофізики синаптичної передачі вивчаються актуальні питання сучасної фізіології центральної та периферичної нервових систем та біофізики клітинних мембран: досліджуються електрофізіологічні, біофізичні та фармакологічні властивості окремих та синаптично зв’язаних нейронів, механізми квантового вивільнення нейромедіаторів в синаптичних з’єднаннях, внутрішньоклітинна кальцієва сигналізація.

Основні напрямки досліджень

• Роль різних типів потенціал-керованих калієвих каналів в формуванні фонової активності, модуляції змін внутрішньоклітинної концентрації кальцію, вивільнення нейромедіаторів з нервових закінчень нейронів гіпокампа.

Досліджено функціональну роль каналів Kv7- та Kv3.2- родини в культивованих інтернейронах гіпокампа. Показано модулюючий вплив каналів Kv3.1/Kv3.2- родини на кальцієві сигнали, викликані тонічною імпульсацією гангліозних клітин сітківки ока.

• Функціональні властивості синаптичної передачі нативних та культивованих нейронів вегетативних нервової системи. Зареєстровано фонову активність антидромно ідентифікованих нейронів симпатичного ганглія, що іннервують підщелепну залозу. На ізольованому симпатичному ганглії щурів виявлено адренергічну синаптичну відповідь нейронів при стимуляції постгангліонарного нерва. Досліджено формування холінергічних синапсів на культивованих нейронах симпатичного ганглія. На нейронах субепікардиально плетива показано пре- та постсинаптичний розподіл α7- ацетилхолінових рецепторів.
• Роль різних типів потенціал- та ліганд керованих мембранних каналів у внутрішньоклітинній кальцієвій сигналізації. Визначено внесок високо- та низькопорогових потенціал-керованих кальцієвих каналів гангліозних клітин сітківки ока та ацетилхолінових рецепторів нейронів симпатичного ганглія у зміни внутрішньоклітинної концентрації кальцію.
• Вплив активації метаботропних глутаматних рецепторів на зміни внутрішньоклітинної концентрації кальцію в нейронах гіпокампа.
• Функціональні властивості синаптичної передачі між культивованими гангліозними клітинами сітківки ока та центральними нейронами.
• За програмою «Біосумісні наносистеми, біологічні властивості наноматеріалів» досліджуються механізми та форми впливу карбонових нанотрубок, фулеренів та їх нанокомпозитів на основні функції синаптично зв’язаних нервових клітин цетральної нервової системи.
• В рамках наукової програми «Фундаментальні основи молекулярних та клітинних біотехнологій» проводяться дослідження за темою «Молекулярні механізми пластичності синаптичної передачі з первинних аферентних нейронів в центральну нервову систему». На модельній біосистемі - сумісній культурі (co-culture) нервових клітин спінальних гангліїв та нейронів дорсального рогу спинного мозку досліджуються молекулярні механізми передачі сомато-сенсорної інформації: роль пре- та постсинаптичних механізмів пластичності в розвитку довготривалої депресії синаптичної передачі.
• В рамках проекту «Функціональна геноміка, протеоміка та метаболоміка в системній біології» у відділі виконуються дослідження за темою «Функціональна геноміка міжнейронної взаємодії та субнейронних процесів за нормальних та патологічних умов». Дослідження функцій нейронів за допомогою електрофізіологічних, спектрофотометричних методів у поєднанні з методами молекулярної біології та імуноцитохімії дозволяє ідентифікувати молекулярно-генетичні структури та процеси відповідальні за функціональні властивості нейронів за нормальних та патологічних умов.