Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ)
разработали комплекс, который дает возможность исследовать электрофизиологическую
активность различных участков мозга и анализировать влияние лекарственных средств,
позволяющих замедлять развитие нейродегенеративных заболеваний (например, болезни
Альцгеймера), у лабораторных мышей в режиме реального времени. Результаты
исследования представлены в научной статье.
«Мы реализовали программно-аппаратный комплекс для изучения мозга грызунов, который в
том числе позволяет проводить стимуляцию мозга с помощью светового воздействия. С его
помощью можно анализировать, как препараты для терапии нейродегенеративных
заболеваний, в частности, болезней Альцгеймера и Хантингтона, влияют на мозг. Одна из
главных особенностей системы – беспроводной режим работы. То есть она, в отличие от
аналогов, не ограничивает мышь в передвижениях, не мешает ее обычной
жизнедеятельности», – отмечает Марина Болсуновская, научный руководитель лаборатории
«Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ.
Исследование проведено совместно с сотрудниками Научно-исследовательского комплекса
«Цифровые технологии в медико-биологических системах» Научного центра мирового уровня
«Передовые цифровые технологии» (в частности, с ведущими научными сотрудниками О.Л.
Власовой, И.Б. Безпрозванным и другими сотрудниками Лаборатории молекулярной
нейродегенерации СПбПУ).
Ранее изучить воздействие препаратов на мышах можно было только после самой терапии
посредством вскрытия головного мозга и анализа срезов – эта операция только постфактум
позволяла определить влияние лекарства на мышей. Кроме того, изучение активности
головного мозга обычными электродами могло привести к тому, что у подопытных животных
возникал некроз нейронной ткани, поэтому информацию можно было собирать за очень
короткий промежуток времени – такие эксперименты приводили к быстрой смерти грызунов.
Новая система работает с массивом микроэлектродов, которые в значительно меньшей
степени повреждают ткани головного мозга, что дает больше времени на исследования.
Созданное в Политехническом университете устройство со встроенной батареей представляет
собой небольшой имплант, подключаемый к электродам, которые устанавливаются в мозг
грызуна. Данные передаются на компьютер в режиме реального времени. При необходимости
модуль извлекается из гнезда на голове грызуна и заряжается. Роль зарядного устройства
выполняет базовая станция, которая в рабочем режиме, когда модуль установлен на грызуне,
принимает данные и передает их компьютеру.
«Во-первых, маленькие электроды снижают риск некроза, он не будет немедленно летальным
для подопытного. Во-вторых, их очень много, так что образуется "гребенка" из электродов –
это позволяет передавать одновременно большое количество данных с различных участков
мозга. Таким образом, мы можем получать более точные и полные данные об испытаниях
препаратов в режиме реального времени, и в принципе расширить поле для исследований
препаратов», — поясняет Марина Болсуновская.
Разработка системы выполнена в рамках деятельности Научного центра мирового уровня
(НЦМУ) «Передовые цифровые технологии», который был создан по нацпроекту «Наука и
университеты» в 2020 году. НЦМУ создаются на базе научных организаций, вузов или их
объединений в форме консорциума для выполнения научных исследований и разработок по
приоритетным направлениям научно-технологического развития России.
Управление по связям с общественностью СПбПУ
30.11.2021
Нет комментариев