Молекулярные нейроинтерфейсы
научные группы
Описание
Деятельность научной группы направлена на создание и исследование эластичной биосовместимой имплантируемой микроэлектроники способной сращиваться с нервной тканью. Основным направлением деятельности является дизайн, поиск и разработка технологии создания мультиэлектродных матриц с биосовместимыми микроэлектродами, способными установить контакт с отдельными синапсами. Одним из ключевых векторов в рамках исследований является создание конечных продуктов на каждом этапе для внедрения в отечественную медицину и исследовательскую деятельность. Научная группа осуществляет разработку всех этапов от дизайна и создания электродных матриц, функционализации электродов для сращивания с нервной тканью вплоть до исследований нейронной активности in vitro и in vivo. Деятельность группы также включает анализ данных нейронной активности и реконструкцию процессов синаптической передачи с использованием микроскопии сверхвысокого разрешения.
Создание эластичной биосовместимой имплантируемой микроэлектроники является сложнейшим вызовом современного протезирования. Важным фактором любого импланта является его долговечность, определяемая длительностью контакта электрод-нервная ткань. В нашей группе проводятся исследования индуцируемого синаптогенеза для создания таких контактов. Однако, немаловажной частью является и сам микроэлектрод, поэтому группа осуществляет исследование методов изготовления гибких проводящих материалов на эластичных подложках, оптимизации их топологии для применения в нейрофизиологии и электрофизиологии, и как результат — прототипированием имплантов для ЦНС и периферических нервов.
Сотрудники группы проводят электрофизиологические и технологические исследования проектируемых имплантов как для целей возможности масштабирования на отечественное производство, так и для целей фундаментальных исследований нейронной активности нейронов ЦНС и периферических нервов. Исследования индуцируемого синаптогенеза и работы синаптических компартментов базируются на методах микроскопии сверхвысокого разрешения (STORM, PALM). Основное внимание уделяется изучению ключевых участников синаптической передачи — SNARE белков, белков цитоматрикса активной зоны, постсинаптических рецепторов.
В настоящее время получены данные о кластеризации белков пресинаптической активной зоны и динамике кластеров в ответ на стимуляцию и синаптической активности, а также влияние индуцированного окислительного стресса на динамику синаптических компартментов. Проводятся разработки микроэлектродов для индуцированного синаптогенеза с использованием синаптических адгезивных белков. Идет процедура регистрации патента на субдуральную матрицу для интраоперационного мониторинга.
Руководитель группы
Всеволод Белоусов
Доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, профессор РАН, генеральный директор ФГБУ «ФЦМН» ФМБА России
Участники научной группы
Дмитрий Сучков
Заместитель руководителя научной группы
Денис Тулинов
Аналитик
Мария Сорокина
Руководитель проектов
Виолетта Ситдикова
Научный сотрудник
Георгий Носов
Научный сотрудник
Елизавета Козликина
Младший научный сотрудник
Александр Киреев
Лаборант-исследователь
Анатолий Логашкин
Лаборант-исследователь
Арсен Мамлеев
Лаборант-исследователь
Валентина Силаева
Лаборант-исследователь
Научные публикации
с аффилиацией LIFT
- Nikitin, E.S., Postnikova, T.Y., Proskurina, E.Y., Borodinova, A.A., Ivanova, V., Roshchin, M.V., Smirnova, M.P., Kelmanson, I., Belousov, V.V., Balaban, P.M. and Zaitsev, A.V., 2023. Overexpression of KCNN4 channels in principal neurons produces an anti-seizure effect without reducing their coding ability. Gene Therapy, pp.1-10 ссылка
- Maltsev, D.I., Aniol, V.A., Golden, M.A., Petrina, A.D., Belousov, V.V., Gulyaeva, N.V. and Podgorny, O.V., 2023. Aging Modulates the Ability of Quiescent Radial Glia-Like Stem Cells in the Hippocampal Dentate Gyrus to be Recruited into Division by Pro-neurogenic Stimuli. Molecular Neurobiology, pp.1-16 ссылка
- Viktoriya G. Krut, Andrei L. Kalinichenko, Dmitry I. Maltseva, David Jappy , Evgeny K. Shevchenko, Oleg V. Podgorny, Vsevolod V. Belousov Optogenetic and chemogenetic approaches for modeling neurological disorders in vivo Progress in Neurobiology ссылка
- Margarita Shuvalova, Georgii Nosov Regeneration and reuse of transwell-type culture inserts for blood-brain barrier modelling ссылка
- Alexander I Kostyuk , Diana D Rapota , Kseniia I Morozova , Anna A Fedotova , David Jappy , Alexey V Semyanov , Vsevolod V Belousov , Nadezda A Brazhe , Dmitry S Bilan Modern optical approaches in redox biology: genetically encoded sensors and Raman spectroscopy Free Radical Biology and Medicine ссылка
с аффилиацией LIFT
- Margarita Shuvalova, Anastasiia Dmitrieva, Vsevolod Belousov, Georgii Nosov The role of reactive oxygen species in the regulation of the blood-brain barrierTissue barriers ссылка
- Moskalev, A.; Kalyagina, N.; Kozlikina, E.; Kustov, D.; Loshchenov, M.; Amouroux, M.; Daul, C.; Blondel, W. Validation of a White Light and Fluorescence Augmented Panoramic Endoscopic Imaging System on a Bimodal Bladder Wall Experimental Model. Photonics ссылка
- Dmitry I. Maltsev, Maxim A. Solotenkov, Liana F. Mukhametshina, Rostislav A. Sokolov, Georgy M. Solius, David Jappy, Aleksandra S. Tsopina, Ilya V. Fedotov, Aleksandr A. Lanin, Andrei B. Fedotov,Viktoriya G. Krut’, Yulia G. Ermakova, Aleksandr A. Moshchenko, Andrei Rozov, Aleksei M. Zheltikov, Oleg V. Podgorny & Vsevolod V. Belousov Human TRPV1 is an efficient thermogenetic actuator for chronic neuromodulationссылка
- Veronika S. Usatova, Natalie M. Mishina, Mikhail A. Berestovoy, Alexander V. Ivanenko, David Jappy, Viktoriya G. Krut’, Rostislav A. Sokolov, Aleksandr A. Moshchenko, Andrei Rozov, Evgeny K. Shevchenko, Vsevolod Belousov Hydrogen peroxide is not generated intracellularly in human neural spheroids during ischemia-reperfusion ссылка