В отделе теоретической физики НИЦ физики конденсированного состояния КГУ с 2022 года ведутся работы по проекту № 24-24-20117 «Управление нейроваскулярной активностью с помощью адаптивной вариации нейромедиаторного профиля» в рамках гранта РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами». Финансовое обеспечение проекта формируется из гранта РНФ и паритетного финансирования региона. Руководитель проекта – Верисокин Андрей Юрьевич, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник НИЦ физики конденсированного состояния, доцент кафедры физики и нанотехнологий КГУ. Исполнители: Вервейко Дарья Вячеславовна, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник НИЦ ФКС, доцент кафедры физики и нанотехнологий, Лукин Павел Олегович, аспирант 3-го года обучения кафедры физики и нанотехнологий, Иванова Полина Романовна – магистрант 1 курса ФФМИ.
Основной проблемой, стоящей перед проектом, является поиск новых эффективных способов управления активностью нервной ткани головного мозга для разработки оптимальных персонализированных стратегий нейрореабилитации, таких как неинвазивная стимуляция мозга (в том числе с использованием транспорта наночастиц как системы доставки лекарств, позволяющей терапевтическим молекулам преодолеть гематоэнцефалический барьер мозга и высвобождаться в течение длительного времени), генная терапия. Проект предполагает комплексное исследование взаимодействия основных клеток головного мозга – нейронов и астроцитов – и сосудистой сети, снабжающей их кислородом, питательными веществами и оказывающей опосредованное влияние на мозговую активность. В основе проекта лежит концепция нейроглиоваскулярной единицы, представляющей собой совокупность нейрон+астроцит+кровеносные сосуды, как структурной составляющей мозга. За первый год выполнения проекта удалось решить все поставленные задачи. Исследованы основные пути взаимодействий и причинно-следственные связи функционирования отдельных элементов нейроглиоваскулярной единицы и влияние на их активность основных нейромедиаторов. На основе полученных данных была разработана функциональная модель нейроглиоваскулярной единицы. Выполнена численная реализация модели с использованием технологии параллельных вычислений NVIDIA CUDA. Проведена верификация модели путём качественного и количественного сопоставления результатов серий вычислительных тестов с имеющимися экспериментальными данными по функционированию нейроглиоваскулярной единицы с учётом воздействия нейромедиаторов и уточнения параметров модели. Определены ключевые параметры, влияющие на динамику нейроглиоваскулярной единицы, а именно на синаптическую активность, астроцитарную динамику, васкулярный тонус и межклеточное распределение ключевых веществ в результате изменений характеристик нейромодуляторного воздействия на нейроглиоваскулярной единицы, в том числе при внешнем воздействии на концентрации нейромодуляторов в нервной ткани.
Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговых российских и зарубежных научных журналах, индексируемых Scopus и Web Science, доложены на международном научном Балтийском форуме: нейронаука, искусственный интеллект и сложные системы 2024 и других международных и всероссийских конференциях. Члены коллектива Верисокин А.Ю. и Вервейко Д.В. стали победителями Всероссийского конкурса «Золотые Имена Высшей Школы» в номинации «Молодые научные и педагогические таланты», победителями и лауреатами премии «Молодой учёный года 2024» Курской области, Лукин П.О. является получателем именной стипендии Губернатора Курской области на 2024 год. Исследования ведутся в тесном сотрудничестве с Московским государственным университетом имени М.В. Ломоносова и Саратовским национальным исследовательским государственным университетом имени Н.Г. Чернышевского.
Новости по теме:
