Академик Балабан Павел Милославович

Павел Милославович Балабан родился 4 июля 1951 года в г. Горьком (Нижний Новгород).

В 1973 году окончил биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, квалификация «биолог-физиолог животных и человека». Далее в течение 10 лет — в НИИ по биологическим испытаниям химических соединений: инженер, младший научный сотрудник. С 1984 года — в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН: в 2005–2018 гг. — директор института, далее — главный научный сотрудник, заведующий лабораторией клеточной нейробиологии обучения, научный руководитель по направлению нейрофизиология в Институте.

В 2011–2018 гг. — профессор кафедры высшей нервной деятельности биологического факультета МГУ. С 2023 года — профессор факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ.

Работал в Принстонском и Йельском университетах в 90-е годы.

В 1989 году защитил докторскую диссертацию «Принципы нейронной организации врождённых и приобретённых рефлексов у виноградной улитки», с 1998 года — профессор.

Член-корреспондент РАН с 2011 года, академик РАН с 2022 года — Отделение физиологических наук.

П.М. Балабан — президент Российского физиологического общества имени И.П. Павлова РАН с 2023 года, член совета Международной организации по изучению мозга (IBRO). Учёный секретарь Национального комитета физиологов России.

Академик П.М. Балабан ― крупный учёный, специалист в области нейрофизиологи и исследований клеточных механизмов обучения и памяти. Его научная сфера — биология, физиология нервной системы.

В 70-е годы П.М. Балабану приходилось работать параллельно сразу по трём независимым темам: испытание химических соединений; исследование влияния физических факторов на нервную систему; обучение и память. Результаты тех его работ публиковались за рубежом.

Основные научные результаты П.М. Балабана:

Исследованы механизмы клеточной и синаптической пластичности в нервной системе позвоночных и беспозвоночных животных, описаны механизмы участия вторичных посредников в изменении функционирования нейронов и нервных сетей при обучении.

Впервые экспериментально обнаружены и детально описаны новые функциональные классы командных и модуляторных нейронов в нервной системе беспозвоночных, играющих ключевую роль в механизмах памяти и обучения, описаны новые гены, специфически экспрессирующиеся в нейронах оборонительного поведения.

Исследована регуляция экспрессии нейроспецифических генов адекватными стимулами.

Впервые исследована способность к самостимуляции у беспозвоночных животных на поведенческом и нейронном уровне, что имеет принципиальное значение для исследования механизмов принятия решения и подкрепления при обучении, а затем и на нейрофизиологическом препарате.

П.М. Балабаном прослежены закономерности изменения поведения моллюсков и коррелирующие изменения активности нейронов во время онтогенеза, проведён сравнительный анализ синаптической пластичности у позвоночных и беспозвоночных животных. Исследование с сотрудниками роли модуляторных серотонинергических нейронов в обучении позволило связать функцию этих нейронов с мотивацией поведения улитки.

П.М. Балабаном показана возможность управления синаптической пластичностью нейронов гиппокампа при избирательной оптогенетической стимуляции астроцитов. Направленная экспрессия кальций-зависимых калиевых каналов в пирамидных нейронах значительно снижает возможность развития эпилептического разряда в модельных условиях. Испытания новых видов генетически кодируемых сенсоров для регистрации активности нейронных сетей показывают возможность анализа работы сотен нейронов одновременно.

П.М. Балабаном показана роль нейронных структур, содержащих энкефалины и кардиоактивные пептиды, в обеспечении поведенчески позитивного влияния. Исследование нейронных механизмов позитивного и негативного подкрепления на уровне медиаторных систем и отдельных идентифицированных нейронов является важным направлением его работ.

Проведённое П.М. Балабаном описание функциональной структуры простой нервной системы послужило основой для разработанного им способа отбора лекарственных средств, защищённого двумя авторскими свидетельствами.

Основная работа лаборатории П.М. Балабана сконцентрирована в области изучения механизмов пластичности нейронных и нейро-глиальных кластеров мозга с применением современных нейротехнологий опто- и хемогенетики, классических электрофизиологических методов. В последнее время в лаборатории проводятся молекулярно-биологические исследования, целью которых является описание генов, специфичных для определённых функциональных классов нейронов и их роли в обеспечении поведения и его пластических модификаций. Выделено и описано несколько новых генов, специфически экспрессирующихся в нейронах, синтезированы кодируемые ими нейропептиды и испытано их действие на идентифицированные группы нейронов.

Недавняя работа П.М. Балабана связана с эпигенетической регуляцией формирования и хранения памяти, хотя сама эпигенетика ещё недавно в научной среде вызывала большие сомнения, но сегодня это — перспективное прорывное направление исследований для генетиков, медиков, биологов, учёных самых разных специальностей. Чем занимается эпигенетика? Каждый получает от папы с мамой спираль ДНК — последовательность генов, этот набор ДНК не меняется в течение всей жизни. Но оказалось, что в организме есть регуляторы, которые меняют активность генов (давая генам команды типа «усилить» или «приглушить»), не меняя последовательность ДНК. Этой системой регуляции и занимается эпигенетика. Например, стресс может не менять последовательность нуклеотидов в генах, но способен изменить их активность, а это, как уже известно, способно радикально повлиять на здоровье. Если стресс длительный, то «командир» генов запомнит это изменённое состояние. Аналогичная картина и с хроническими болезнями.

Сегодня наиболее изучен механизм, когда к основаниям ДНК присоединяется так называемая метильная группа — один атом углерода и три атома водорода. Именно она и меняет уровень экспрессии гена. Открытые новые механизмы формирования и хранения памяти позволят понять причины её патологии, лечить людей без лекарств, меняя активность генов. Речь идёт о долговременной памяти. Известно, что любой организм стремится сохранить свой гомеостаз. Его стабильность — гарантия безопасности, а сбой — путь к патологии. Чтобы сохранить стабильность, в генах стоят блокаторы, которые не позволяют генам произвольно менять активность. Такими «стражами» и являются те самые метильные группы.

Эксперимент П.М. Балабана показал нечто необычное: при блокировании метилирования некоторые виды памяти исчезают. Это новые фундаментальные механизмы формирования и хранения памяти. Разобравшись в них, можно искать способы её регулировать, понять причины патологии памяти, лечить людей за счёт мобилизации собственных ресурсов и регуляции активности генов без приёма ежедневных лекарств.

Под его руководством защищены 8 докторских и 26 кандидатских диссертаций.

Он — автор более 300 научных публикаций и обзоров, в том числе двух монографий. Специалистам известны его труды, написанные индивидуально или в соавторстве: «Genetic Constructs for the Control of Astrocytes' Activity», «Serine/Threonine Phosphatases in LTP: Two B or Not to Be the Protein Synthesis Blocker-Induced Impairment of Early Phase», «PP1/PP2A phosphatase inhibition-induced metaplasticity in protein synthesis blocker-treated hippocampal slices: LTP and LTD, or There and Back again. Biochem Biophys Res Commun», «Sodium butyrate as a selective cognitive enhancer for weak or impaired memory. Neurobiol Learn Mem», «Ca2+-activated KCa3.1 potassium channels contribute to the slow afterhyperpolarization in L5 neocortical pyramidal neurons, Biochem Biophys Res Commun», «Modulation of AMPA Receptors by Nitric Oxide in Nerve Cells», «Increase in serotonin precursor levels reinstates the context memory during reconsolidation», «Нейрогенетические технологии исследования механизмов хранения памяти», «Принципы организации нервной системы: механизмы обучения и памяти в простых системах», «Применение технологии лентивирусной трансдукции для сравнительного анализа нейропротекторной активности трофических факторов при моделировании острого нарушения мозгового кровообращения в локальных областях мозга», «Overexpression of KCNN4 channels in principal neurons produces an anti-seizure effect without reducing their coding ability», «Voltage Imaging to Record Fast Neuronal Activity: Successful Examples from Invertebrate to Mammalian Studies», «Bidirectional regulation by “star forces”: Ionotropic astrocyte's optical stimulation suppresses synaptic plasticity, metabotropic one strikes back» и др.

Главный редактор «Журнала высшей нервной деятельности имени И.П. Павлова» РАН, состоит в редколлегиях «Журнала эволюционной биохимии и физиологии» и журнала «Успехи физиологических наук».

Заместитель академика-секретаря Отделения физиологических наук, председатель Научного совета по физиологическим наукам, член Экспертного совета РАН, член Научного совета РАН «Науки о жизни», член Комиссии РАН по мониторингу и оценке результатов деятельности научных организаций и образовательных организаций высшего образования Российской Федерации, член Межведомственного научного совета по нейронаукам, член Рабочей группы РАН по кадровым вопросам, председатель диссертационного совета.

Награждён медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени.

Отмечен юбилейной медалью «300 лет Российской академии наук».