Клеточная и молекулярная нейробиология

2026/2027

Статус: Маго-лего

Кто читает: Базовая кафедра Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Где читается: Факультет биологии и биотехнологии

Когда читается: 1, 2 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 40

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

Аннотация

Дисциплина посвящена изучению молекулярных и клеточных механизмов функционирования нервной системы с особым акцентом на механизмы синаптической пластичности, формирования и консолидации памяти. Курс начинается с рассмотрения основных принципов клеточной организации нейрона, мембранной возбудимости и синаптической передачи. Биофизические механизмы представлены в объеме, необходимом для понимания последующих молекулярных процессов, и не являются самостоятельной целью курса. Основная часть дисциплины посвящена современным представлениям о молекулярной основе пластичности. Рассматриваются механизмы долговременной потенциации и долговременной депрессии, роль NMDA- и AMPA-рецепторов, Ca²⁺-зависимой сигнализации, протеинкиназ и фосфатаз, а также сигнальных каскадов CaMKII, PKA, PKC, ERK/MAPK и PI3K/Akt. Особое внимание уделяется механизмам перехода от кратковременных изменений активности белков к долговременным изменениям функции синапса. Рассматриваются регуляция экспрессии генов, роль CREB и других транскрипционных факторов, локальный синтез белка, регуляция трансляции, структурная пластичность дендритных шипиков, перестройка цитоскелета и участие нейротрофических факторов. Отдельный блок посвящен молекулярным механизмам памяти. Рассматриваются клеточные и молекулярные процессы кодирования, консолидации и стабилизации памяти, включая современные представления об энграмме, реактивации клеточных ансамблей и взаимодействии синаптических и сетевых механизмов. Курс также знакомит студентов с современными представлениями о роли эпигенетических механизмов, глиальных клеток, нейровоспаления и метаболических процессов в регуляции пластичности и памяти. Семинарские занятия ориентированы на анализ экспериментальных данных и оригинальных научных публикаций. Студенты учатся переходить от наблюдаемого фенотипа к молекулярному механизму, оценивать причинность экспериментальных связей и формулировать экспериментальные стратегии для проверки гипотез.

Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины — сформировать у студентов системное представление о современных молекулярных механизмах функционирования нейронов, синаптической пластичности и памяти, а также развить способность критически анализировать экспериментальные данные и научную литературу в области современной нейробиологии.

Планируемые результаты обучения

Знания о процессах, лежащих в основе разных типов синаптической передачи
Воспроизводит представления о механизмах регуляции синаптической передачи и развития разных форм синаптической пластичности
Воспроизводит базовые знания о процессах, лежащих в основе синаптической передачи, особенностями развития возбуждения и торможения нейронов
Объяснять основы процессов обучения, памяти и пластичности нервной системы.
Знать молекулярные механизмы межнейрональных взаимодействий, строение и функции синаптических контактов, функциональную роль нейромедиаторов и нейромодуляторов
Владеет терминологией современной молекулярной нейробиологии
Умеет выбирать методы для проверки молекулярных механизмов пластичности
Умеет связывать активацию рецепторов с изменениями экспрессии генов
Владеет навыками анализа научных публикаций и интерпретации экспериментальных данных

Содержание учебной дисциплины

Молекулярные основы нейрональной функции и синаптической пластичности
Молекулярные механизмы пластичности и памяти

Элементы контроля

Активность на семинарах
Контрольная работа 1
Проводится после Модуля 1 (лекции 3-5). Формат: Тестовые задания (закрытые и на соответствие) + 1-2 короткие задачи на расчет потенциала.
Контрольная работа №2
Проводится после Модуля 2 (лекции 6-8). Формат: Открытые вопросы (например, "Опишите последовательность событий при LTP") + разбор схемы сигнального каскада.
Экзамен
• Структура экзаменационного билета: 1. Теоретический вопрос (50% балла за билет). Примеры:  "Молекулярные механизмы экзоцитоза синаптических везикул и его регуляция."  "Роль рецепторов NMDA и внутриклеточных сигнальных путей в долгосрочной потенциации (LTP)."  "Функции астроцитов в ЦНС на молекулярном и клеточном уровнях." 2. Задача или анализ данных (30% балла за билет). Пример:  "На графике показана зависимость пиковой амплитуды ВПСП от мембранного потенциала постсинаптического нейрона. Объясните, о чем свидетельствует нелинейный участок графика и какие рецепторы в этом задействованы?"  *"Рассчитайте равновесный потенциал для K+, если его внутриклеточная концентрация 150 мМ, а внеклеточная — 5 мМ."* 3. Терминологический мини-тест (20% балла за билет). 5-7 ключевых терминов для краткого определения (например: аксональный транспорт, метаботропный рецептор, нейротрофин, каналопатия, оптогенетика).

Промежуточная аттестация

2026/2027 2nd module
0.4 * Экзамен + 0.2 * Контрольная работа №2 + 0.1 * Активность на семинарах + 0.2 * Контрольная работа 1

Список литературы

Авторы

Мартынова Ольга Владимировна
Яхина Мария Рафаиловна

Программа дисциплины