В СГТУ выполняется научный проект при поддержке РНФ

В Институте электронной техники и приборостроения СГТУ имени Гагарина Ю.А. началось выполнение проекта «Моделирование переходной динамики между метастабильными состояниями мозга» под руководством доцента кафедры «Радиоэлектроника и телекоммуникации», кандидата физико-математических наук Марины Вячеславовны Сысоевой.

Данный проект финансируется Российским научным фондом (грант 19-7200015). Научный коллектив проекта, кроме руководителя, включает 2 исполнителей-студентов ИнЭТиПа: Никиту Егорова, группа мИКТС-11 и Софию Мельникову, группа б2ИКТС-21.

^{Фото - sstu.ru}

Проект посвящён математическому и радиотехническому моделированию переходов между физиологическими состояниями мозга: бодрствованием, поверхностным сном и эпилептическими приступами. Проект основывается на идее о том, что моделируемые состояния представляют собой метастабильные режимы, принципиально существующие конечное время, поэтому переходы между ними совершаются в рамках модели естественным образом. Построенные в рамках проекта модели будут полезны для моделирования эффекта различных травмирующих и лечебных воздействий, в первую очередь электрофизиологических, например, различных протоколов стимуляции мозга при нарушениях его функционирования. Такие воздействия в настоящее время используются при лечении болезни Паркинсона, некоторых видов эпилепсии. Кроме того, существуют потенциально опасные воздействия в виде визуальных, слуховых и иных сенсорных стимулов, способные переключить мозг в ненормальный режим функционирования, провоцируя разные нарушения, например, те же эпилептические приступы. Моделирование механизмов воздействия таких стимулов также возможно в рамках модели и предполагает создание не одной модели, а класса моделей со схожими, но несколько отличными свойствами, что должно соответствовать популяционной вариабельности проявления рассматриваемых режимов поведения мозга. Таким образом, результаты проекта будут полезны для изучения различий поведения отдельных субъектов в норме и при патологии.

Построенные таким образом модели будут представлять фундаментальный научный интерес с точки зрения нелинейной динамики как новый тип моделей, основанных на переходных процессах, не на движении по аттрактору, а с точки зрения физиологии и биофизики, поскольку столь детальные модели таламо-кортикальной системы, отражающие различные её режимы поведения, ещё не были построены. С прикладной точки зрения такие модели можно будет использовать для детектирования эффектов различных стимулов и лечебных или травмирующих воздействий.

Результаты исследования планируется доложить на международных и всероссийских конференциях, а также опубликовать в журналах, входящих в базы данных Scopus и Web of Science.

Вот что рассказала Марина Вячеславовна о своем проекте:

«Подготовленный мною проект выиграл грант Российского научного фонда по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными». По условиям данного мероприятия проект должен быть рассчитан на два года без возможности продления. Теоретически, условия позволяют выполнять проект в одиночку. Но можно взять и до двух исполнителей-студентов, это позволит через два года подать заявку на следующий конкурс РНФ - «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых», где можно взять уже до семи исполнителей. Таким образом, будет формироваться научная группа с большими возможностями для исследований. В ходе выполнения проекта мы рассчитываем вначале построить математическую модель функционирования таламо-кортикальной сети головного мозга, а затем реализовать её «в железе» в виде радиотехнической схемы на аналоговых элементах. В дальнейшем обязательно нужно перейти к использованию построенных моделей для детектирования эффектов лечебных воздействий (электростимулирующих или лекарственных). Для этого необходимо создать крепкий сплочённый научный коллектив».

^{Источник: Пресс-служба СГТУ им. Ю.А. Гагарина}