Genatically determined excitability of the nervous system: impact on brain function and behavior

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The study of connections between the action of genes and the implementation of behavior involves analyzing their influence on the structure and functions of the nervous system at different levels of its organization, among which special importance is given to the basic properties of nervous processes, the excitatory process and the excitability of the nervous system. The review is devoted to a historical examination of studies devoted to elucidating the role of hereditarily determined excitability in determining the functional characteristics of the nervous system, its influence on the brain and behavior, and revealing the physiological and genetic mechanisms of their interaction using animal models of different phylogenetic levels.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. A. Dyuzhikova

Pavlov Institute of Physiology of the RAS

Author for correspondence.
Email: dyuzhikova@infran.ru
Russian Federation, 199034, St. Petersburg

N. G. Lopatina

Pavlov Institute of Physiology of the RAS

Email: dyuzhikova@infran.ru
Russian Federation, 199034, St. Petersburg

References

  1. Александров Ю.И. Основы психофизиологии. М.: ИНФРА. 1997. 349 с.
  2. Александрова Н.П., Ширяева Н.В., Кратин Ю.Г., Лопатина Н.Г. Порог активации мозга у крыс, селектированных по возбудимости нервно-мышечного аппарата // Докл. АН СССР. 1981. Т. 259. С. 1233–1235.
  3. Алехина Т.А., Вайдо А.И., Ширяева Н.В., Лопатина Н.Г. Общие характеристики поведения крыс, селектированных по длительности пассивно-оборонительной реакции и порогу нервно-мышечной возбудимости // Журн. высш. нервн. деятельн. 1994а. Т. 44. Вып. 3. С. 597–603.
  4. Алехина Т.А., Шульга В.А., Лопатина Н.Г. и др. Нейрогормональные характеристики крыс, селектированных по длительности пассивно-оборонительной реакции и порогу нервно-мышечной возбудимости // Журн. высш. нервн. деят. 1994б. Т. 44. Вып. 45. С. 837–841.
  5. Вайдо А.И., Вшивцева В.В., Лукашин В.Г., Ширяева Н.В. Структурно-функциональные и метаболические изменения нервной системы у низко- и высоковозбудимых крыс при лишении парадоксальной фазы сна // Журн. высш. нервн. деят. 1990. Т. 40. Вып.3. С. 518–523.
  6. Вайдо А.И., Дюжикова Н.А., Ширяева Н.В. и др. Системный контроль молекулярно-клеточных и эпигенетических механизмов долгосрочных последствий стресса // Генетика. 2009. Т. 45. № 3. С. 342–348.
  7. Вайдо А.И., Енин Л.Д., Ширяева Н.В. Скорость проведения потенциалов действия по хвостовому и большеберцовому нервам у линий крыс, селектированных по возбудимости нервно-мышечного аппарата // Генетика.1985. Т. ХХ1. № 2. С. 262–264.
  8. Вайдо А.И., Жданова И.В., Ширяева Н.В. Реакция “эмоционального резонанса” у крыс с различным уровнем возбудимости нервной системы // Журн. высш. нервн. деят.1987. Т. 37. Вып. 3. С. 575–577.
  9. Вайдо А.И., Ситдиков М.Х. Селекция линий крыс по долгосрочному порогу возбудимости нервно-мышечного аппарата // Генетика.1979. Т. ХV. № 1. С. 144–148.
  10. Вайдо А.И., Ширяева Н.В., Хиченко В.И. и др. Развитие длительной посттетанической потенциации и изменение содержания белка S-100 в срезах гиппокампа крыс с различным функциональным состоянием нервной системы // Бюлл. эксперим. биологии и медицины.1992. Т. 113. № 6. С. 645–648.
  11. Вайдо А.И., Ширяева Н.В., Павлова М.Б. , Левина А.С. Селектированные линии крыс с высоким и низким порогом возбудимости: модель для изучения дезадаптивных состояний, зависимых от уровня возбудимости нервной системы // Лаборат. животные для науч. исслед. 2018. № 3. С. 12–22.
  12. Герасимова И.А., Флеров М.А., Вайдо А.И., Ширяева Н.В. Фосфолипидный состав синаптосом коры головного мозга крыс, различающихся по порогу возбудимости нервной ткани// Нейрохимия. 2001. Т. 18. № 4. С. 273–278.
  13. Глущенко Т.С., Ширяева Н.В., Вайдо А.И. и др. Активность Na++, K+ АТФ-азы в структурах головного мозга невротизированных крыс, различающихся по порогу возбудимости нервной системы // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1992. Т. 78. № 2. С. 71–77.
  14. Дмитриев Ю.С. Локализация генов, ответственных за линейные различия по порогам нервно-мышечной возбудимости у мышей // ДАН СССР. 1981. Т. 261. С. 203–206.
  15. Дмитриев Ю.С. Изучение генетической зависимости между нейрологическими (порог возбудимости) и поведенческими особенностями у линий мышей и их гибридов // Генетика. 1983. Т. 19. С. 958–964.
  16. Дмитриев Ю.С., Вайдо А.И. Исследование некоторых параметров функционального состояния нервной системы и особенностей поведения в связи с их наследственной обусловленностью у инбредных линий мышей. Сообщение 1. Анализ наследования порога возбудимости нервно-мышечного аппарата у инбредных линий мышей // Генетика.1981а. Т. 17. С. 282–290.
  17. Дмитриев Ю.С., Вайдо А.И. Исследование некоторых параметров функционального состояния нервной системы и особенностей поведения в связи с их наследственной обусловленностью у инбредных линий мышей. Сообщение 11. Корреляция порога нервно-мышечной возбудимости с некоторыми поведенческими показателями у мышей // Генетика. 1981б. Т. 17. С. 291–297.
  18. Дюжикова Н.А., Даев Е.В. Геном и стресс-реакция у животных и человека // Экологическая генетика. 2018. № 16 (1). С. 4–26.
  19. Ефимов С.В., Вайдо А.И., Ширяева Н.В., Шаляпина В.Г. Глюкокортикоидные рецепторы в гиппокампе у крыс с разной возбудимостью нервной системы // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1994. Т. 80. № 11. С. 51–55.
  20. Зимкина А.М., Лоскутова Т.Д. О концепции функционального состояния центральной нервной системы // Физиол. человека. 1976. Т. 2. С. 179–192.
  21. Зорина З.А., Полетаева И.И., Резникова Ж.И. Основы этологии и генетики поведения. 2002. Изд-во МГУ: Изд-во «Высшая школа». 383 с.
  22. Крушинский Л.В. Роль наследственности и условий воспитания в проявлении и выражении признаков поведения у собак // Изв. АН СССР. 1946. № 1. С. 69–81.
  23. Крушинский Л.В. Формирование поведения животных в норме и патологии. М.: МГУ. 1960. 264 с.
  24. Крушинский Л.В. Эволюционно-генетические аспекты поведения. М.: Наука. 1991. 256 с.
  25. Кузьмина Л.А, Лопатина Н.Г., Пономаренко В.В. О некоторых биохимических путях влияния мутации snow на нейрологические признаки медоносной пчелы // Доклады АН СССР. 1977. Т. 257. № 4. С. 955–957.
  26. Кузьмина Л.А, Лопатина Н.Г., Пономаренко В.В. Кинуренин в наследственно обусловленных нарушениях функции нервной системы и поведения медоносной пчелы // Доклады АН СССР. 1979а. Т. 245. № 4. С. 964–967.
  27. Кузьмина Л.А, Лопатина Н.Г., Пономаренко В.В. Триптофан в угнетающем поведение и функцию нервной системы эффекте мутации snow медоносной пчелы // Доклады АН СССР. 1979б. Т. 245. № 5. С. 1236–1238.
  28. Лапин И.П. Стресс. Тревога. Депрессия. Алкоголизм. Эпилепсия (Нейрокинурениновые механизмы и новые подходы к лечению). СПб.: Изд-во ДЕАН. 2004. 224 с.
  29. Левина А.С., Захаров Г.А., Ширяева Н.В., Вайдо А.И. Сравнительная характеристика поведения крыс двух линий, различающихся по порогу возбудимости нервной системы, в модели пространственного обучения в водном лабиринте Морриса // Журн. высш. нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2018. Т. 68. № 3. С. 366–377.
  30. Лопатина Н.Г. Сравнительно-генетическое изучение порогов нервно-мышечной возбудимости в связи с сигнальным поведением медоносной пчелы // Генетика.1979. Т.15. С. 1979–1988.
  31. Лопатина Н.Г., Медведева А.В., Павлова М.Б., Дюжикова Н.А. Иван Петрович Павлов и генетика высшей нервной деятельности в Институте физиологии им. И.П. Павлова // Интегративная физиология. 2021. Т. 2. № 3. С. 240–253.
  32. Лопатина Н.Г., Смирнова Г.П., Пономаренко В.В. Гипотеза нервной регуляции процесса реализации наследственной информации. В кн.: Проблемы высшей нервной деятельности и нейрофизиологии. Л. 1975. С. 107–121.
  33. Лопатина Н.Г., Пономаренко В.В. Исследование генетических основ высшей нервной деятельности. В кн.: Физиология поведения. Нейробиологические закономерности / Ред. А.С. Батуев. Л.: Наука. 1987. С. 9–59.
  34. Лопатина Н.Г., Пономаренко В.В., Чеснокова Е.Г. Нейроактивность кинуренина и его дериватов как наследственно обусловленных факторов риска невротической патологии. В кн.: В.В. Захаржевский, Н.Ф. Суворов (ред.). Неврозы. Экспериментальные и клинические исследования. 1989. Л.: Наука. С. 7–21.
  35. Муравьева Н.П. Условно-рефлекторные стереотипы. М.: Медицина. 1976. 187 с.
  36. Ордян Н.Э., Вайдо А.И., Ракицкая В.В. и др. Функционирование гипофизарно-адренокортикальной системы у крыс, селектированных по порогу чувствительности к электрическому току // Бюлл. экспер. биологии и медицины.1998. Т. 4. С. 443–445.
  37. Павлов И.П. Лекции о работе больших полушарий головного мозга. Полн. собр. соч. Т. 4. М.; Л. 1951. с. 451.
  38. Павлов И.П. В кн. Л.А. Орбели (ред.). Павловские среды. Протоколы и стенограммы физиологических бесед. Т. 111. Стенограммы 1935–1936 гг. М.; Л. Изд-во АН СССР. 1949. С. 244-246.
  39. Павлова М.Б., Вайдо А.И., Хлебаева Д.А.-A., Даев Е.В., Дюжикова Н.А. Стрессорная дестабилизация генома в клетках префронтальной коры, гиппокампа и костного мозга крыс с контрастной возбудимостью нервной системы // Экологическая генетика. 2020. Т. 18. № 4. С. 457–465.
  40. Павлова М.Б., Смагин Д.А., Кудрявцева Н.Н., Дюжикова Н.А. Изменение экспрессии генов, ассоциированных с кальциевыми процессами в гиппокампе мышей, под влиянием хронического социального стресса // Молекулярная биология. 2023. Т. 57. № 2. С. 373–383.
  41. Полетаева И.И. Собаки Л.В. Крушинского // Природа. 1999. № 8. С. 150–155.
  42. Полетаева И.И., Костына З.А., Сурина Н.М. и др. Генетическая линия крыс Крушинского – Молодкиной как уникальная экспериментальная модель судорожных состояний // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21. № 4. С. 427–434.
  43. Пономаренко В.В. Исследование условно-рефлекторной деятельности некоторых форм врожденного поведения и нейрофизиологических признаков в связи с их наследственной обусловленностью у животных разных филогенетических уровней (птицы, рыбы, насекомые). Дис. … д-ра. биол. наук. Л. 1975.
  44. Пономаренко В.В. Генетика поведения. В кн.: Физиологическая генетика. Ред. М.Е. Лобашев, С.Г. Инге-Вечтомов. Л.: Медицина. 1976. С. 350–382.
  45. Пономаренко В.В., Лопатина Н.Г., Маршин В.Г. и др. О реализации генетической информации, детерминирующей деятельность нервной системы и поведение животных различных филогенетических уровней. В сб.: Актуальные проблемы генетики поведения. Л.: Наука. 1975. С. 195–218.
  46. Райзе Т.Е., Ширяева Н.В., Вайдо А.И. Изменение метаболизма фосфоинозитидов в мозгу крыс, различающихся по порогу нервно-мышечной возбудимости, невротизирующем воздействии и при действии антиоксидантов // Российский физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1997. Т. 83. № 3. С. 122–128.
  47. Сиваченко И.Б., Павлова М.Б., Вайдо А.И. и др. Импульсная активность и нестабильность генома нейронов миндалевидного комплекса у крыс селектированных линий с контрастной возбудимостью нервной системы в нормальных и стрессовых условиях // Журн. высш. нервной деят. 2020. Т. 70. № 5. С. 655–667.
  48. Таранова Н.П., Кленникова В.А., Вайдо А.И. и др. Влияние нарушений сна на активность АТФ-аз нейронов и глиоцитов гиппокампа у крыс, селектированных по порогу возбудимости нервной системы // Нейрохимия. 1990. Т. 9. № 1. С. 24–31.
  49. Ходоров Б.И. Проблемы возбудимости. Л. 1969. С. 253.
  50. Шалагинова И.Г., Тучина О.П., Туркин А.В. и др. Влияние длительного эмоционально-болевого стресса на экспрессию генов провоспалительных цитокинов у крыс с высокой и низкой возбудимостью нервной системы // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023. Т. 109. № 4. С. 545–558.
  51. Шаляпина В.Г., Вайдо А.И., Лопатина Н.Г. и др. Изменение секреции половых стероидных гормонов при стрессе у крыс с разной возбудимостью мозга // Росс. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1999. Т. 85. № 11. С. 1428–1433.
  52. Шаляпина В.Г., Ефимов С.В., Вайдо А.И. и др. Свойства глюкокортикоидных рецепторов в стриатуме и гипоталамусе крыс, селектированных по порогу возбудимости нервной системы // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1994. Т. 80. № 1.С. 41–46.
  53. Ширяева Н.В., Вайдо А.И., Петров Е.С. и др. Поведение в открытом поле крыс с различным уровнем возбудимости нервной системы // Журн. высш. нерв. деят. 1987. Т. 37. Вып. 6. С. 1064–1069.
  54. Ширяева Н.В., Вайдо А.И., Левкович Ю.И., Лопатина Н.Г. Поведение в открытом поле крыс с различным уровнем возбудимости нервной системы в разные сроки после невротизации // Журн. высш. нерв. деят. 1992а. Т. 42. № 4. С. 754–757.
  55. Ширяева Н.В., Вайдо А.И., Лопатина Н.Г. и др. Дифференциальная чувствительность к невротизирующему воздействию линий крыс, различающихся по порогу возбудимости нервной системы // Журн. высш. нервн. деят. 1992б. Т. 42. № 1. С. 137–143.
  56. Ширяева Н.В., Вайдо А.И., Лопатина Н.Г. Влияние невротизации спустя длительные сроки после ее окончания на поведение крыс, различающихся по возбудимости нервной системы // Журн. высш. нерв. деят. 1996. Т.46. Вып. 1. С. 157–162.
  57. Ширяева Н.В., Лукашин В.Г., Вшивцева В.В., Вайдо А.И. Структурно- функциональные и метаболические изменения нервной системы у низко- и высоковозбудимых крыс при лишении парадоксальной фазы сна // Журн. высш. нервн. деят. 1992в. Т. 40. Вып. 3. С. 518–523.
  58. Ширяева Н.В., Семенова С.Г., Вайдо А.И., Лопатина Н.Г. Особенности эффектов морфина и налоксона у линий крыс, различающихся по порогу возбудимости нервной системы // Журн. высш. нервн. деят.1995. Т. 45. Вып. 5. С. 976–980.
  59. Хананашвили М.М. Экспериментальная патология ВНД. М.: Медицина. 1978. 368 с.
  60. Ann R.S., Nelson D.L. Protein substrates for сGMP- dependent protein phosphorylation in cilia of wild type and atlanta mutants of Paramecium // Cell Motil. Cytoskeleton. 1995. V. 30. № 4. P. 252–260.
  61. Aury J.M., Jaillon O., Duret L. et al. Global trends of whole-genome duplications revealed by the ciliate Paramecium tetraurelia // Nature. 2006. V. 444. P. 171–178.
  62. Bauer C.K., Schwarz J.R. Ether-à-go-go K+ channels: effective modulators of neuronal excitability // J. Physiol. 2018. V. 596. № 5. P. 769–783.
  63. Beck H., Yaari Y. Plasticity of intrinsic neuronal properties in CNS disorders // Nat. Rev. Neurosci. 2008. V. 9. P. 357–369.
  64. Bignami G. Selection for high rates and low rates of avoidance conditioning in the rat // Anim. Behav. 1965. V. 13. № 2. P. 221–227.
  65. Broadhurst Pl., Bignami G. Correlative effects of psychogenetic selection : a study of the Roman High and Low avoidance strains of rats // Behav. Res. Ther. 1965. V. 3. P. 273–280.
  66. Brette R. Integrative Neuroscience of Paramecium, a “Swimming Neuron” // eNeuro. 2021. V. 8. № 3. eNeuro.0018-21.
  67. Byrne B.J., Tanner A.P., Dietz P.M. Phenotypic characterization of paranoiac and related mutants in Paramecium tetraurelia. // Genetics. 1988. V. 118. № 4. P. 619–626.
  68. Bronk P., Kuklin E.A., Gorur-Shandilya S. et al. Regulation of Eag by Ca2+/calmodulin controls presynaptic excitability in Drosophila // Neurophysiol. 2018. V. 119. № 5. P. 1665–1680.
  69. Carrasco J., Márquez C., Nadal R. et al. Characterization of central and peripheral components of the hypothalamus-pituitary-adrenal axis in the inbred Roman rat strains // Psychoneuroendocrinology. 2008.V. 33. № 4. Р. 437–445.
  70. Cerbone A., Pellicano M.P., Sadile A.G. Evidence for and against the Naples high- and low-excitability rats as genetic model to study hippocampal function // Neurosci. Biobehav. Rev. 1993. V. 17. № 3. P. 295–303.
  71. Connolly J.G., Kerkut G.A. Ion regulation and membrane poten- tial in Тetrahymena and paramecium // Comp. Biochem. Physiol. A Physiol. 1983. V. 76. P. 1–16.
  72. Contractor A., Klyachko V.A., Portera-Cailliau C. Altered neuronal and circuit excitability in fragile X syndrome // Neuron. 2015. V. 87. P. 699–715.
  73. Coppens C.M., de Boer S.F., Steimer T., Koolhaas J.M. Impulsivity and aggressive behavior in Roman high and low avoidance rats: baseline differences and adolescent social stress induced changes // Physiol. Behav. 2012. V. 105. № 5. P. 1156–1160.
  74. Coppens C.M., de Boer S.F., Steimer T., Koolhaas J.M. Correlated behavioral traits in rats of the Roman selection lines // Behav. Genet. 2013. V. 43. № 3. P. 220–226.
  75. Cowan T.M., Siegel R.W. Drosophila mutations that after ionic conduction disrupt acquisition and retention of conditioned odor avoidance response // J. Neurogenet. 1986. V. 3. № 4. P. 187–201.
  76. D’Adamo M.C., Liantonio A., Rolland J.F. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 8. P. 2935.
  77. Díaz-Morán S., Palència M., Mont-Cardona C. et al. Coping style and stress hormone responses in genetically heterogeneous rats: comparison with the Roman ratstrains // Behav. Brain Res. 2012. V. 228. № 1..P. 203–210.
  78. Driscoll P., Battig K. Behavioral, emotional and neurochemical profiles of rats selected for extreme differences in active, two-way avoidance performance. Genetics of the brain. Amsterdam: Elsevier. 1982. P. 96–123.
  79. Eckert R. Bioelectric control of ciliary activity // Science. 1972. V. 176. P. 473–481.
  80. Eckert R., Brehm P. Ionic mechanisms of excitation in Paramecium // Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 1979. V. 8. P. 353–383.
  81. Febvre-Chevalier C., Bilbaut A., Bone Q., Febvre J. Sodium-calcium action potential associated with contraction in the heliozoan Actinocoryne contractilis // J. Exp. Biol. 1986. V. 122. P. 177–192.
  82. Fergestad T., Ganetzky B., Palladino M.J. Neuropathology in Drosophila membrane excitability mutants // Genetics. 2006. V. 172. № 2. Р. 1031–1104.
  83. Forte M., Saton Y., Nelson D., Kung C. Mutational alteration of membrane phospholipid composition and voltage-sensitive ion channel function in Parameciu // Roc. Natl. Acad. Sci. USA. 1981. V. 78. № 11. P. 7195–7199.
  84. Franková S., Mikulecká A. Ontogeny of social behavior of pups of laboratory rats genetically selected for activity level // Act. Nerv. Super (Praha). 1990. V. 32. № 3. P. 167–173.
  85. Frankova S., Tikal K. Responses to the change in the environment in pairs of male rats genetically selected for activity level // Act. Nerv. Super. 1989. V. 31. № 4. P. 241–247.
  86. Giese K.P., Peters M., Vernon J. Modulation of excitability as a learning and memory mechanism: a molecular genetic perspective // Physiol. Behav. 2001. V. 73. № 5. P. 803–810.
  87. Goldner A., Farruggella J., Marcy L. cGMP mediates short- and long-term modulation of excitability in a decision-making neuron in Aplysia // Neurosci. Lett. 2018. V. 683. P. 111–118.
  88. Griffith L.C., Wang S., Zhong Y., Wu C.F., Greenspan R.S. Calcium / calmodulin-dependent protein kinase and potassium channel subunit eag similarly affect plasticity in Drosophila // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1994. V. 91. № 21. P. 1044–1048.
  89. Harz H., Hegemann P. (1991) Rhodopsin-regulated calcium currents in Chlamydomonas // Nature. 1991. V. 351. P. 489–491.
  90. Hayhes W.S., Vaillant B., Preston R.R., Saimi Y., Kung C. The cloning by complementation of the PAWN-A gene in Paramecium // Genetics. 1998. V. 149. № 2. P. 947–957.
  91. Hegmann J.P. The response to selection for altered conduction velocity in mice // Behav. Biol. 1975. V. 13. № 4. P. 413–423.
  92. Hegmann J.P. A gene-imposed nervous system difference influencing behavioral covariance // Behav. Genet.1979. V. 9. № 3. P. 165–175.
  93. Hinrichsen R.D., Schultz J.E. Paramecium: a model system for the study of excitable cells // Trends Neurosci. 1988. V. 11. P. 27–32.
  94. Irmis F., Radil-Weiss T., Lát J. Individual differences in the frequency of hippocampal theta activity in relation to the nonspecific (constitutional) excitability level in rats // Act. Nerv. Super. (Praha). 1969. V. 11. № 4. P. 261–262.
  95. Jedlicka P., Hoon M., Papadopoulos T. et al. Increased dentate gyrus excitability in neuroligin-2-deficient mice in vivo // Cereb. Cortex. 2011. V. 21. № 2. P. 357–367.
  96. Jegda T., Salkoff L. Molecular evolution of K+ chanells in primitive eukaryotes // Soc. Gen. Physiol. Ser. 1994. V. 49. P. 213–222.
  97. Jepson J., Sheldon A., Shahidullah M. et al. Cell-specific fine-tuning of neuronal excitability by differential expression of modulator protein isoforms // J. Neurosci. 2013. V. 33. № 42. P. 16767–16777.
  98. Kaplan W.D., Trout W.E. The behavior of four neuro- logical mutants of Drosophila // Genetics. 1969. V. 61. № 2. P. 399–409.
  99. Katsu-Jiménez Y., Alves R.M.P., Giménez-Cassina A. Food for thought: impact of metabolism on neuronal excitability // Exp. Cell. Res. 2017. V. 360. P. 41–46.
  100. Kim J.I., Cho H.Y., Han J.H., Kaang B.K. Which neurons will be the engram-activated neurons and/or more excitable neurons? // Exp. Neurobiol. 2016. V. 25. P. 55–63.
  101. Kinosita H., Dryl S., Naitoh Y. Relation between the magnitude of membrane potential and ciliary activity in Paramecium // J. Fac. Sei. Univ. Tokyo. 1964b. Sect. IV. № 10. P. 303–309.
  102. Kourrich S., Calu D.J., Bonci A. Intrinsic plasticity: an emerging player in addiction // Nat. Rev. Neurosci. 2015. V. 16. P. 173–184.
  103. Kralj J.M., Hochbaum D.R., Douglass A.D., Cohen A.E. Electrical spiking in Escherichia coli probed with a fluorescent voltage-indicating protein // Science. 2011. V. 333. P. 345–348.
  104. Ku S.M., Han M.H. HCN channel targets for novel antidepressant treatment // Neurotherapeutics 2017. V. 14. P. 698–715.
  105. Kung C. Genic mutants with altered system of excitaion in Paramecium aurelia. II. Mutagenesis, screening and genetic analysis of the mutants // Genetics. 1971. V. 69. № l. P. 29–45.
  106. Kung C. Genetic dissection of the excitable membrane of Paramecium // Genetics (Suppl). 1975. V. 79. P. 423–431.
  107. Kung C. Genie mutants with altered system of excitation in Paramecium aurelia. I.Phenotypes of the behavioral mutants // Z. Vergl. Physiol. 1971. V. 71. № 2. P. 142–164.
  108. Kung C, Eckert R. Genetic modification of electric properties in an excitable membrane // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1972. V. 69. P. 93–97.
  109. Kung C., Preston R.R., Maley M.E. et al. In vivo Paramecium mutants show that calmodulin orchestrates membrane responses to stimuli // Cell Calcium. 1992. V. 13 (6–7). P. 413–425.
  110. Kung C., Saimi Y., Haynes W.J. et al. Recent advances in the molecular genetics of Paramecium // Eukaryot Microbiol. 2000. V. 47 (1). P. 11–14.
  111. Lapin I.P. Kynurenines as probable participants of depression // Pharmakopsychiatrie – Neuro-Psychopharmacologie. 1973. V. 6. №. 6. P. 273–279.
  112. Lát J. The analysis of habituation // Acta Neurobiol. Exp (Wars). 1973.V. 33. № 4. Р. 771–789.
  113. Lát J. The theoretical curve of learning and of arousal // Act. Nerv. Super (Praha). 1976. V. 18. № 1–2. P. 36–43.
  114. Lát J. The law of activation and psychosis // Act. Nerv. Super (Praha). 1978. V. 20. № 1. P. 34–35.
  115. Lát J., Gollova-Hemon E. Permanent effects of nutritional and endocrinological intervention in early ontogeny on the level of nonspecific excitability and on lability (emotionality) // Ann. NY Acad. Sci..1969. V. 59. № 3. P..710–720.
  116. Lát J., Holecková E. The effect of intermittent feeding and fasting on the non- specific excitability level of the central nervous system in the rat // Physiol. Bohemoslov. 1971. V.20. № 5. Р. 441–445.
  117. Lát J., Pavlík A., Jaboubek B. Interrelations between individual differences in excitability levels, habituation-rates and in the incorporation of 14C-leucine into brain and nonbrain proteins in rats // Physiol. Behav. 1973. V. 11. № 2. Р. 131–137.
  118. Le Boeuf B, Garcia LR. Cell excitability necessary for male mating behavior in Caenohabditis elegans is coordinated be interactions between big current and ether-a-go-go family K(+) channels // Genetics. 2012. V. 190. № 3. P. 1025–1041.
  119. Lee J., Wu C.F. Genetic modifications of seizure susceptibility in Drosophila Na (+) and K(+) channel mutants // J. Neurophysiol. 2006. V. 96. № 5. P. 2465–2478.
  120. Li L., Sun H., Ding J. et al. Selective targeting of M-type potassium Kv 7.4 channels demonstrates their key role in the regulation of dopaminergic neuronal excitability and depression-like behaviour // Br. J. Pharmacol. 2017. V. 174. № 23. P. 4277–4294.
  121. Lodh S., Yano J., Valentine M.S., Van Houten J.L. Voltage-gated calcium channels of Paramecium cilia // J. Exp. Biol. 2016. V. 219. P. 3028–3038.
  122. Masneuf S., Lowery-Gionta E., Colacicco G.et al. Glutamatergic mechanisms associated with stress-induced amygdala excitability and anxiety-related behavior // Neuropharmacology. 2014. V. 85. P. 190–197.
  123. McGrath C.L., Gout J.F., Doak T.G. et al. Insights into three whole-genome duplications gleaned from the Paramecium caudatum genome sequence // Genetics 2014. V. 197. P. 1417–1428.
  124. McGuire TR, Tully T.J. Food-search behavior and its relation to the central excitatory state in the genetic analysis of the blow fly Phormia reginа // Comp. Psychol. 1986. V. 100. № 1. P. 52–58.
  125. Meiri N., Ghelardini C., Tesko G. et al. Reversible antisense inhibition of Shaker-like Kv 1.1 potassium channel expression impairs associative memory in mouse and rat // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. V. 94. № 9. P. 4430–4434.
  126. Moreno M., Cardona D., Gómez M.J. et al. Impulsivity characterization in the Roman High- and Low-avoidance rat strains : behavioral and neurochemical differences // Neuropsychopharmacology.2010. V. 35. № 5. P. 1198–1208.
  127. Mozzachiodi R., Byrne J.H. More than synaptic plasticity: role of nonsynaptic plasticity in learning and memory // Trends Neurosci. 2010. V. 33. P. 17–26.
  128. Naitoh Y., Eckert R. Electrical properties of Paramecium caudatum: modification by bound and free cations // Z .Vergl. Physiol. 1968a. V. 61. № 4. P. 427–452.
  129. Neumann I.D., Veenema A.H., Beiderbeck D.I. Aggression and anxiety: social context and neurobiological links // Front. Behav. Neurosci. 2010. V. 4. № 12. P. 1–16.
  130. Oliver D.K., Intson K., Sargin D. et al. Chronic social isolation exerts opposing sex-specific consequences on serotonin neuronal excitability and behaviour // Neuropharmacology. 2020. V. 168. P. 108015.
  131. Oliverio A., Eleftheriou B.E., Bailey D.W. A gene influencing active avoidance performance in mice // Physiol. Behav.1973. V. 11. № 4. P. 497–501.
  132. Papa M., Pellicano M.P., Cerbone A. et al. Immediate early genes and brain DNA remodeling in the Naphles hight- and low-excitability rat lines following exposure to a spatial novelty // Brain Res. Bull. 1995. V. 37. № 2. P. 111–118.
  133. Pellicano M.P., Sadile A.G. Differential alcohol drinking behaviour and dependence in the Naples low- and high-excitability rat lines // Behav Brain Res. 2006. V. 171. № 2. P. 199–206.
  134. Piras G., Giorgi O., Corda M.G. Effects of antidepressants on the performance in the forced swim test of two psychgenetically selected lines of rats that differ in coping strategies to aversive conditions // Psychopharmacology (Berl). 2010. V. 211. № 4. P. 403–414.
  135. Piras G., Piludu M.A., Giorgi O., Corda M.G. Effects of chronic antidepressant treatments in a putative genetic model of vulnerability (Roman Low-avoidance rats) and resistance (Roman High-avoidance rats) to stress-induced depression // Psychopharmacology (Berl). 2014. V. 231. № 1. P. 43–53.
  136. Plattner H., Verkhratsky A. The remembrance of the things past: conserved signalling pathways link protozoa to mammalian nervous system // Cell Calcium 2018. V. 73. P. 25–39.
  137. Preston R.R., Hammond J.A. Long-term adaptation of Ca2+-dependent behaviour in Paramecium tetraurelia // J. Exp. Biol. 1998. V. 201. Pt. 11. P. 1835–1846.
  138. Ramoino P., Gallus L., Beltrame F. et al. Endocytosis of GABAB receptors modulates membrane excitability in the single-celled organism Paramecium // J. Cell Sci. 2006. V. 119. Pt. 10. P. 2056–2064.
  139. Rosenkranz J.A., Venheim E.R., Padival M. Chronic stress causes amygdala hyperexcitability in rodents // Biol. Psychiatry. 2010. V. 67. № 12. P. 1128–1136.
  140. Rossinia P.M., Ferreri F. Neurophisiological techniques in the study of the excitability, connectivity and plasticity of the human brain // Suppl. Clin. Neurophisiol. 2013. V. 62. P. 1–17.
  141. Ruocco L.A., Di Pizzo A., Carnevale U.A. et al. Excitatory amino acids in the forebrain of the Naples high-excitability rats: neurochemical and behavioural effects of subchronic D-aspartate and its diethyl ester prodrug // Behav. Brain Res. 2009а. V. 198. № 1. P. 37–44.
  142. Ruocco L.A., Gironi Carnevale U.A., Sadile A.G. et al. Elevated forebrain excitatory L-glutamate, L-aspartate and D-aspartate in the Naples high-excitability rats // Behav Brain Res. 2009б. V. 198. № 1. P. 24–28.
  143. Ruocco L.A., Romano E., Treno C. et al. Emotional and risk seeking behavior after prepuberal subchronic or adult acute stimulation of 5-HT7-Rs in naples high excitability rats // Synapse. 2014a. V. 68. № 4. P. 159–167.
  144. Ruocco L.A., Treno C., Carnevale U.A. et al. Prepuberal stimulation of 5-HT7-R by LP-211 in a rat model of hyper-activity and attention-deficit: permanent effects on attention, brain amino acids and synaptic markers in the fronto-striatal interface // PLoS One. 2014б. V. 9. № 4. P. e83003.
  145. Ruocco L.A., Treno C., Gironi Carnevale U. et al. Prepuberal intranasal dopamine treatment in an animal model of ADHD ameliorates deficient spatial attention, working memory, amino acid transmitters and synaptic markers in prefrontal cortex, ventral and dorsal striatum // Amino Acids. 2014в. V. 46. № 9. P. 2105–2122.
  146. Sabariego M., Gómez M.J., Morón I., Torres C. et al. Differential gene expression between inbred Roman high- (RHA-I) and low- (RLA-I) avoidance rats // Neurosci Lett. 2011.V. 504. № 3. P. 265–270.
  147. Sadile A.G., Pellicano M.P., Sagvolden T., Sergeant J.A. NMDA and non-NMDA sensitive [L-3H] glutamate receptor binding in the brain of the Naples high- and low-excitability rats: an autoradiographic study // Behav. Brain Res. 1996. V. 78. № 2. P. 163–174.
  148. Satinder K.P. Sensory responsiveness and avoidance learning in rats // J. Comp. Physiol. Psychol. 1976. V. 90. № 10. P. 946–957.
  149. Satinder K.P., Hill K.D. Effects of genotype and postnatal experience on activity, avoidance, shock threshold, and open-field behavior of rats // J. Comp. Physiol. Psychol. 1974. V. 86. № 2. Р. 363–374.
  150. Satow Y., Kung C. A mutant of Paramecium with increased resting potassium permeability // J. Neurobiol. 1976. V. 7. № 4. P. 325–338.
  151. Schein S.J., Bennett M.V.L., Katz G.M. Altered calcium conductance in pawn behavioral mutants of Paramecium aurelia // J. Exp. Biol. 1976. V. 65. № 3. P. 699–724.
  152. Shalaginova I.G., Tuchina O.P., Sidorova M.V. et al. Effects of psychogenic stress on some peripheral and central inflammatory markers in rats with the different level of excitability of the nervous system // PLoS One. 2021. V. 16. № 7. P. e0255380.
  153. Shcherbinina V., Vaido A., Khlebaeva D. et al. Genome response of hippocampal cells to stress in male rats with different excitability of the nervous system // Bio Comm. 2022. V. 67. № 1. P. 12–18.
  154. Schein S.J., Bennett M.V.L., Katz G.M. Altered calcium conductance in pawn behavioral mutants of Paramecium aurelia // J. Exp. Biol. 1976. V. 65. № 3. P. 699–724.
  155. Shin D.Y., Takagi H., Hiroshima M. et al. Sphingomyelin metabolism underlies Ras excitability for efficient cell migration and chemotaxis // Сell Struct. Funct. 2023. V. 48. № 2. P. 145–160.
  156. Steimer T., Escorihuela R.M., Fernández-Teruel A., Driscoll P. Long-term behavioural and neuroendocrine changes in Roman high-(RHA/Verh) and low-(RLA-Verh) avoidance rats following neonatal handling // Int. J. Dev. Neurosci. 1998. V. 16. № 3–4. P. 165–74.
  157. Stincic T.L., Bosch M.A., Hunker A.C. et al. CRISPR knockdown of Kcnq3 attenuates the M-current and increases excitability of NPY/AgRP neurons to alter energy balance // Mol. Metab. 2021. V. 49. P. 101218.
  158. Stern M., Kreber R., Ganetzhy B. Dosage effects of Drosophila sodium channel gene on behavior and axonal excitability // Genetics. 1990. V. 124. № 1. P. 133–143.
  159. Suzuki D.T. Temperature sensitive mutations in Drosophila melanogaster // Science. 1970. V. 170. № 395. P. 695–706.
  160. Suzuki D.T. Behavior in Drosophila melanogaster. A geneticist’s view // Canad. J. Genet. Cyt. 1974. V. 16. P. 713–735.
  161. Suzuki D.T., Grigliatti T.A., Williamson R. Temperature- sensitive mutations in Dr. melanogaster. VII. A mutation (para-ts) causing reversible adult paralysis // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1971. V. 68. P. 890–893.
  162. Tamagnini F., Scullion S., Brown J.T., Randall A.D. Low concentrations of the solvent dimethyl sulphoxide alter intrinsic excitability properties of cortical and hippocampal pyramidal cells // PLoS One. 2014. V. 9. № 3. P. e92557.
  163. Tanaka H., Ma J., Tanaka K.F., Takao K et al. Mice with altered myelin proteolipid protein gene expression display cognitive deficits accompanied by abnormal neuron-glia interactions and decreased conduction velocities // J. Neurosci. 2009. V. 29. № 26. P. 8363–8371.
  164. Taylor A.R. A fast Na+/Ca2+-based action potential in a marine diatom // PLoS One. 2009. V. 4. P. e4966.
  165. Titley H.K., Brunel N., Hansel C. Toward a neurocentric view of learning // Neuron. 2017. V. 95. P. 19–32.
  166. Tseng-Crank J., Pollock J.A., Hayashi I., Tanouge M.A. Expression of ion channel gene in Drosophila // J. Neurogenet. 1991. V. 7. № 4. Р. 229–239.
  167. Wan K.Y., Jékely G. Origins of eukaryotic excitability // Phil. Trans. R. Soc. 2021. B 376: 20190758.
  168. Wood D.C. Electrophysiology and photomovement of Stentor. In: Biophysics of photoreceptors and photomovements in micro- organisms, 1991.NATO ASI Series (Lenci F., Ghetti F., Colombetti G., Häder D.P., Song P.S., eds). P. 281–291. New York: Springer US.
  169. Vaido A.I., Mokrushin A.A. LTD/LTP of olfactory cortex slices of rat lines selected for different nervous system excitability // Abstr. Forum Europ. Neurosci. 1998. Berlin. V. 10. Suppl. 10. P. 63.
  170. Vargo M., Hirsch S. Selection for central excitation in Drosophila melanogaster // J. Comp. Psychol. 1985a. V. 99. № L. P. 81–86.
  171. Vargo M., Hirsch S. Behavioral assesment of lines of Drosophila melanogaster selected for central excitation // Behav. Neurosci. 1985b. V. 99. № 2. P. 323–332.
  172. Vaydo A.I., Shiryaeva N.V., Lopatina N.G. Divergency of reactivity to long-term stressing of rat lines selected to the functional states of the nervous system // Behav. Genet. 1993. V. 23. P. 499–503.
  173. Vecsei L., Szalardy L., Fulop F., Toldi J. Kynurenines in the CNS: recent advances and new questions // Nat. Rev. Drug Discov. 2013. V. 12. № 1. P. 64–82.
  174. Veenema, A.H., Neumann I.D. Neurobiological mechanisms of aggression and stress coping: a comparative study in mouse and rat selection lines // Brain Behav. Evol. 2007. V. 70. P. 274–285.
  175. Viggiano D., Vallone D., Ruocco L.A., Sadile A.G. Behavioural, pharmacological, morpho-functional molecular studies reveal a hyperfunctioning mesocortical dopamine system in an animal model of attention deficit and hyperactivity disorder // Neurosci. Biobehav. Rev. 2003. V. 27. № 7. P. 683–689.
  176. Viggiano D., Vallone D., Welzl H., Sadile A.G. The Naples High- and Low- Excitability rats: selective breeding, behavioral profile, morphometry, and molecular biology of the mesocortical dopamine system // Behav. Genet. 2002. V. 32. № 5. P. 315–333.
  177. Virok D.P., Kis Z., Szegedi V. et. al. Functional changes in transcriptomes of the prefrontal cortex and hippocampus in a mouse model of anxiety // Pharmacol. Rep. 2011. V. 63. № 2. P. 348–361.
  178. Vitiello B., Stoff D. M. Subtypes of aggression and their relevance to child psychiatry // J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry.1997. V. 36. P. 307–315.
  179. Yano J., Valentine M.S., Van Houten J.L. Novel insights into the development and function of cilia using the advantages of the Paramecium cell and its many cilia // Cells. 2015. V. 4. P. 297–314.
  180. Zagotta W.N., Hoshi T., Aldrich R.W. Restoration of inactivation in mutants of Shaker potassium channels by a peptide derived from ShB // Science. 1990. V. 50. № 49807. P. 568–571.

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies