В 1933 г. по предложению И. П. Павлова в Колтушах на базе Биологической станции в Колтушах были начаты исследования по экспериментальной генетике ВНД. Созданной лабораторией руководили: до 1949 года – проф. Е. А. Ганике, с середины 50-х гг. – проф. В. К. Красуский, с 1962 г. – проф. В. К. Федоров, с 1972 г.– проф. Н. Г. Лопатина. С 2000 г. по 2016 год лабораторию возглавлял д.б.н. А. И. Вайдо. С 2016 года лабораторию возглавляет д.б.н. Н.А. Дюжикова.

Основное направление исследований лаборатории на всем протяжении ее истории оставалось неизменным – изучение генетических и средовых детерминант поведения. Тщательному генетическому анализу последовательно подвергались способности к обучению, основные свойства нервных процессов, функциональное состояние нервной системы. В связи с мировыми тенденциями развития генетики поведения и нейрогенетики был осуществлен переход от количественной оценки вклада генотипа и среды в процессы высшей нервной деятельности к исследованию конкретных путей их влияния на функционирование нервной системы и поведение.

В последнее время работа лаборатории ведется в двух направлениях. Первое направление связано с исследованием генетически детерминированного тонуса ЦНС и механизмов эпигенетического (средового, приводящего к изменению функционирования генома) контроля адаптивного поведения крыс, селектированных в лаборатории по возбудимости нервной системы. Второе направление касается изучения роли глутаматных рецепторов и их взаимодействия с кинуренинами в реализации пластических процессов у нормальных и мутантных по генам, контролирующим кинурениновый путь обмена триптофана, пчёл.

На основании результатов, полученных на линейных крысах, сформулирована гипотеза о конкретных механизмах эпигенетического контроля функционирования мозга и адаптивного поведения в связи с генетически детерминированным уровнем возбудимости нервной системы. Экспериментальная разработка этой гипотезы продемонстрировала, что как пре-, так и постнатальный стресс приводит к дифференциальным, зависящим от генетически детерминированной возбудимости нервной системы и исследуемых структур мозга, длительным изменениям количества нейронов и модификациям структурно-пространственных характеристик С-гетерохроматина, изменяющим экспрессию как эу-, так и гетерохроматиновых генов.

Впервые при использовании современного метода генетического нокаута (антисмысловые олигонуклеотиды), оценки условно-рефлекторной деятельности и фармакологического анализа на медоносной пчеле обнаружено участие центральных ионотропных (NMDA- и не-NMDA-подтипов) и метаботропных рецепторов глутамата в формировании феномена посттетанической потенциации и в ассоциативном обучении у насекомых, а также необходимость коактивации подтипов глутаматных рецепторов в процессе формирования следов памяти. Сравнительный анализ фармакологических характеристик ионотропных и метаботропных рецепторов глутамата у медоносной пчелы с нормальным уровнем кинуренинов и у мутантов, испытывающих их дефицит, также впервые выявил избирательное увеличение на 1–2 порядка чувствительности NMDA-, каинатных, метаботропных, рецепторов глутамата 1-го класса – факт, позволивший выдвинуть гипотезу о влиянии кинуренинов на механизмы интеграции глутаматных рецепторов в постсинаптических мембранных структурах.

Полученные в лаборатории данные имеют не только общетеоретическое значение, но и способствуют расшифровке механизмов этиопатогенеза ряда психических и неврологических заболеваний у человека (шизофрения, синдром посттравматического стрессорного расстройства, триптофанурия, эпилепсия, хорея Гантингтона и др.). Ближайшие перспективы лаборатория связывает с детальной расшифровкой механизмов морфологических изменений структур мозга и эпигенетических модификаций генома нейронов у крыс в условиях, моделирующих возникновение посттравматического стрессорного расстройства у человека, с последующей коррекцией возникающих нарушений методами клеточной терапии и генной инженерии. Наряду с этим будут продолжены исследования роли отдельных субъединиц рецепторов глутамата в становлении пластических процессов в нервной системе пчел с помощью различных схем функционального нокаута генов.