В рамках проблемы клеточных механизмов обучения можно выделить несколько конкретных задач.
Это анализ возбудимости как пресинаптических, так и постсинаптических структур, т.е. мембранных
характеристик нейронов и синаптической передачи, роли постоянного натриевого тока в механизмах
нейрональной пластичности. Важным аспектом является исследование процессов нейромодуляции,
необходимых для формирования долговременной памяти. Для простой нервной системы моллюсков к
таким нейромодуляторам относятся серотонин (5-HT). Установлено, что 5-HT является основным
медиатором, который опосредует оборонительное поведение у моллюсков и обучение на основе
оборонительных рефлексов. Кроме хорошо известной роли 5-HT как медиатора в синаптической передаче
было показано, что он может выполнять интегративные функции при выделении его во внеклеточную
среду. Поэтому было проведено исследование роли серотонина в механизмах обучения у виноградной
улитки.
Вырабатывали условные оборонительные рефлексы (УР) на постукивание по раковине и аверзии на
пищу. Другой формой обучения являлась выработка условного рефлекса на обстановку. Для создания
дефицита 5-HT применялся его нейротоксический аналог 5,7-DHT. Найдено, что инъекция 5,7-DHT
нарушает выработку УР. Способность к обучению восстанавливается через 2 недели после применения
нейротоксина. Ежедневная инъекции 5-HT и предшественника его синтеза 5-HTP перед сеансом обучения
ускоряли выработку УР, а инъекция 5-HTP на фоне дефицита 5-HT, созданного 5,7-DHT, возвращала
способность животных к обучению. Показано, что процесс забывания условного ситуационного рефлекса
после напоминания и ингибирования синтеза белка не происходит при нарушении 5-НТ системы. Этот
эффект существенно отличается от прямого действия ингибитора синтеза белка анизомицина, который
полностью нарушил реконсолидацию контекстуальной памяти. Сделан вывод, что 5-НТ-система была
включена в процесс реконсолидации памяти (в нашу систему ситуационной памяти).
Работа поддержана РФФИ (грант № 18-015-00274_а).

Questions about the mechanisms of learning and memory are still open. Experimental data show that the
cellular processes associated with learning occur at least at two levels: long-term modifications of the synaptic
transmission efficiency (presynaptic level) and changes in the endogenous properties of the whole neuron and its
membrane potential (postsynaptic level). Several specific tasks can be distinguished within the problem of cellular
mechanisms of learning. It is an analysis of the excitability of both presynaptic and postsynaptic structures, i.e.
membrane characteristics of neurons and synaptic transmission. The important aspect is the study of
neuromodulation processes. It has been found that 5-HT is the main transmitter that modulates the withdrawal
behavior in molluscs and 5-HT is necessary for associative learning on the basis of withdrawal reflexes. The
concept concerning that the volume (extra-synaptic) transmission of 5-HT plays a major role in the mechanisms of
memory in mollusks was discussed. Therefore we studied the role of serotonin in the mechanisms of learning in
terrestrial snails.
It was developed a conditioned defensive reflex to the tap on the shell, a conditioned aversion to food and
another form of training: a conditioned reflex to the situation. The 5,7-DHT neurotoxic analogue of 5-HT was
applied to create a deficit of 5-HT. It was found that injection of 5,7-DHT disrupted the learning. Learning ability was
restored within 2 weeks after application of the neurotoxin. A daily injection of 5-HT and its synthesis precursor 5-
HTP before a training session accelerated the elaboration of conditioned defensive reflex. The injection of 5-HTP to
snail with deficit of 5-HT created by 5,7-DHT restored the ability of animals to learn. It was shown that the forgetting
process for conditioned situational reflex after reminder and inhibition of protein synthesis did not occur if the 5-HT
transmission in nervous system was impaired. This effect was significantly different from the direct action of
inhibitor of protein syntheses anisomycin, which completely blocked the reconsolidation of context memory. We
concluded that the 5-HT system was included to the process of memory reconsolidation (in our case of situational
memory). The financial support of the Foundation for Basic Research (grant 18-015-00274_a) is gratefully
acknowledged.