| |
VII. Физиологические науки
|
63. Исследование роли интегративных процессов в центральной нервной системе в реализации высших форм деятельности мозга (сознание, поведение, память), выяснение механизмов функционирования сенсорных и двигательных систем | выявление данных о клеточных и молекулярных механизмах нейрональной пластичности, поиск путей регуляции различных форм памяти на молекулярном уровне, включая стирание памяти; выявление новых нейроспецифических генов и определение возможности регуляции с помощью этих генов и продуктов их экспрессии функционирования нервной системы на поведенческом, системном, клеточном и молекулярном уровнях; морфофункциональные корреляты пластичности; молекулярные маркеры специфической для обучения физиологической активности нервных клеток; комплексное исследование сознания, когнитивных функций мозга и физиологических механизмов вербального мышления с помощью пространственно-временной реконструкции распределения в мозге биологически активных веществ; исследование механизмов функционирования сенсорных и двигательных систем, в том числе выделения признаков и опознания зрительных образов, а также формирования новых движений при двигательном обучении; нейрофизиологический анализ нарушения и восстановления церебральных функций при очаговом поражении мозга человека, при стрессе, неврозе, депрессии и шизофрении; оценка значимости сенсорной информации в критические периоды развития для созревания функций мозга в раннем онтогенезе и при обучении взрослых животных; новые данные о механизмах реализации сознания, а также когнитивных функциях мозга и участия физиологических механизмов мышления в работе мозга в норме и при патологии; новый алгоритм оценки электрических явлений в мозге для создания интерфейса между мозгом и физическим объектом; создание программы и устройства, обеспечивающих возможность управления физическими объектами по параметрам активности головного мозга человека; технология избирательного изменения работы нервных клеток в отдельных участках мозга; выявление данных о клеточных и молекулярных механизмах нормального и аберрантного нейрогенеза, фармакологических и нефармакологических путях его направленной регуляции; выявление факторов, предотвращающих аберрантный нейрогенез и оптимизирующих нормальный нейрогенез в исследованиях на поведенческом, системном, клеточном и молекулярном уровнях; результаты могут стать основой инновационных биомедицинских технологий лечения ряда форм патологии; |
| раскрытие нейрофизиологических, молекулярных и эпигенетических механизмов познавательных процессов, участвующих в организации адаптивного поведения и условно-рефлекторной деятельности у млекопитающих и беспозвоночных; расшифровка процессов экспрессии генов, вовлекаемых в механизмы нейрональной пластичности; выявление и клонирование новых генов, участвующих в организации локомоторного поведения; установление ключевых геном-зависимых молекулярных механизмов, лежащих в основе процессов обучения и памяти, а также развития нейродегенеративных расстройств; установление информационных принципов физиологической организации поведения при взаимодействии сенсорных, когнитивных и управляющих процессов, при формировании когнитивных структур и речи в процессах обучения и памяти, при организации двигательного поведения; разработка физиологических основ поведения для робототехнических систем; разработка математических моделей регуляции физиологических процессов и систем организма человека; апробирование новых способов диагностики, коррекции и реабилитации сенсорных, когнитивных и поведенческих дисфункций на основе информационных технологий; внедрение в медицинскую и педагогическую практику сертифицированных способов диагностики и коррекции нарушений двигательного поведения, слухоречевого восприятия и письменной речи, восстановления функций обучения и памяти; разработка основных механизмов и алгоритмов работы нейронных сетей, обеспечивающих переработку сенсорной информации, принятие решений и организацию двигательного ответа в реальной и виртуальной среде, в нормальных и экстремальных условиях; установление принципов взаимодействия слуховой, зрительной, обонятельной, вестибулярной и двигательной систем, определяющих адекватное поведение, а также позволяющих осуществить реконструкцию многоуровневого взаимодействия физиологических процессов от молекулярных до целостного поведения; развитие новой методологии управления поведением человека при патологических состояниях мозга и пароксизмах его деятельности на основе совершенствования действующих моделей сенсорных систем и методов оптимального осознанного и неосознанного ввода сенсорной информации; получение данных о молекулярных механизмах синаптической передачи и ее регуляции у представителей позвоночных и беспозвоночных животных; выявление эволюционных закономерностей формирования механизмов межнейронного взаимодействия и его регуляции; |
| получение данных о структурно-функциональной организации и эволюции нервной системы и исследования механизмов развития патологических процессов при нейродегенеративных заболеваниях; сравнительные исследования механизмов сенсорного восприятия, кодирования сенсорных сигналов, механизмов ориентации организмов в пространстве; исследование роли биологически значимых сигналов в организации поведения; создание препаратов, избирательно блокирующих синаптическую передачу в клетках мозга, разработка эффективных и пригодных для клинического применения избирательных антагонистов глутаматных рецепторов; исследование процессов в мозге при обеспечении высших психических функций человека (внимания, речи, памяти, эмоций, мышления и т.п.), топографической и функциональной организации головного мозга человека, его базовых механизмов - детектор ошибок; исследование нейрофизиологических механизмов обеспечения творческой деятельности, создание классификации типов и видов ментального внимания; исследование нейрофизиологических механизмов когнитивного контроля; изучение функциональной организации мозга в состоянии оперативного покоя (дефолтной моды мозга) в здоровом и больном мозге; изучение различий механизмов осознанных и бессознательных высших психических функций; исследование центральных механизмов интегративной активности системы управления движениями человека для оценки специфичности вклада обоих полушарий мозга в формирование моторной функции; исследование психологических резервов активного долголетия и их генетических коррелят; исследования психофизиологии и нейрофизиологии функциональных состояний, сверхмедленных информационно-управляющих систем головного мозга, познавательной деятельности и приспособительного поведения, мозговых механизмов вербальной обучаемости; разработка инновационных способов диагностики и схем коррекции при задержке психомоторного развития разного генеза и психосоматических заболеваниях; исследование физиологических механизмов навязчивых состояний, выявление ведущей при этой патологии структуры лимбической системы, разработка наиболее эффективных методов лечебного воздействия; выявление особенностей физиологических параметров состояний головного мозга, связанных со снижением мозговой активности различного генеза под влиянием длительного воздействия инфекционно-аллергического и иммунного характера; |
| изучение механизмов развития патологических процессов демиелинизации в центральной нервной системе, приводящих к двигательным и когнитивным нарушениям; исследование физиологических механизмов мозгового обеспечения когнитивных и эмоциональных аспектов поведения при развивающейся эпилептической болезни мозга и ее ремиссии, выявление взаимосвязи патогенетических особенностей отдельных форм эпилепсии и ишемии медиобазальных отделов височных долей головного мозга; разработка комбинированных вариантов метода формирования и активаций комплексов стабильных селективных функциональных связей мозга человека; исследование психофизиологических особенностей мозговой активности лиц, занятых непрерывной напряженной интеллектуальной деятельностью и разработка методов их психофизиологической поддержки; разработка малотравматичного метода прицельных дозированных деструкции патологических образований мозга и методики комплексной оценки ближайших и отдаленных послеоперационных изменений; разработка показаний для применения концентрата стволовых клеток пуповинной/плацентарной крови в комплексе с традиционно существующими методами терапии; разработка комплементарных нетрадиционных методик лечения воспалительных, сосудистых заболеваний, нарушений липидного обмена, стрессов; выявление интегративных характеристик различных структур двигательной и сенсорной систем, а также закономерностей преобразований в системах межсенсорных взаимодействий и сенсорном обеспечении систем управления движениями различного класса в условиях измененной гравитационной среды; исследование влияния факторов космического полета на состояние центральной нервной системы космонавтов различного возраста; клинико-физиологическое обоснование коррекции изменений функционирования сенсорной и двигательной систем в условиях космического полета и практики медицинской реабилитологии; определение и изучение эффективных поведенческих стратегий и психофизиологических механизмов индивидуальной и групповой адаптации к фактору автономности и другим экстремальным факторам; выявление особенностей коммуникативного поведения и межгруппового взаимодействия в условиях автономности; изучение взаимосвязи особенностей функционально-ролевого распределения и стиля лидерства с устойчивостью групповой структуры и эффективностью межличностного взаимодействия в условиях автономности; |
| на модели эпилепсии с использованием крыс линии Крушинского-Молодкиной будут получены данные, касающиеся локальных биохимических изменений в ткани мозга, исследованы эффекты трансплантации стволовых гемопоэтических клеток в мозг, введения колониестимулирующего фактора на поведенческие реакции животных и характер эпилептического припадка; выяснение связи между структурой и функцией в скелетной и сердечной мышцах, изучены силовые и кинетические характеристики сократительных белков, а также температурные зависимости сократительных и скоростных характеристик мышц; изучение закономерности функционирования мышц при патологиях, связанных с изменением состава сократительных и регуляторных белков (сахарный диабет, гипер- и гипотиреоз, гипертрофия миокарда, тетрада Фалло); использование современных экспериментальных технологий: оптическая ловушка, искусственная подвижная система, скачок температуры; разработка методов управления актин-миозиновым взаимодействием через контроль концентрации ионов кальция в искусственной системе, что потенциально позволит использовать актин-миозиновое движение для бионанотехнологий; изучение концептуальной модели матрицы множества функциональных состояний, отражаемых в структуре электрических процессов, связанных с активирующей системой мозга; расширение возможностей функционально-топической диагностики и оценки состояния висцеральных органов и систем на донозологическом и нозологическом уровнях; разработка и создание действующего макета программно-аппаратного комплекса и базы медицинских знаний для оценки в автоматическом режиме состояния здоровья, проведения коррекции и управления дизрегуляторными расстройствами в интересах авиакосмической, морской, спортивной медицины с возможностью мониторинга динамики функциональных изменений вне клинических условий (на дому, в офисе, на кораблях, буровых платформах и т.п.); разработка региональных нормативов параметров функциональных показателей у подростков, аборигенов и уроженцев Севера из числа европеоидов в зависимости от пола, возраста и доминирующего характера вегетативной и центральной нервной регуляции; определение информативных ЭЭГ-критериев и роли интегративных процессов ЦНС, кардиогемодинамики и кислородного обеспечения головного мозга в оценке его функциональной зрелости у детей в зависимости от экстремальности воздействия на организм факторов окружающей среды; |
| установление взаимосвязи личностных и психофизиологических показателей организма уроженцев Севера с функциональной асимметрией мозга и особенностями организации социума, в котором протекает их жизнедеятельность, с учетом интересов организации педагогического процесса и предупреждения девиантного поведения; раскрытие механизмов, обеспечивающих увеличение физической работоспособности и неспецифической резистентности организма человека при тренировках с использованием дыхательных гипоксических смесей, содержащих высокий уровень инертных газов; в интересах решения задач морской, космической и спортивной медицины будут определены оптимальный газовый состав дыхательной смеси и технология ее применения, направленная на управление функциональным состоянием лиц, подвергающихся экстремальным воздействиям; планируется определить следовой период сохранения повышенной физической работоспособности после применения специальных газовых смесей, содержащих инертный газ, в обычных и специальных условиях деятельности человека
|
64. Изучение роли в гомеостазе у человека и животных интеграции механизмов деятельности систем пищеварения, дыхания, кровообращения и выделения, участие в регуляции функций этих систем медиаторов, гормонов, инкретинов, аутакоидов, клиническое применение результатов этих работ | выяснение роли хеморецепции в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта в интеграции физиологических механизмов пищеварения, обмена веществ и пищевого поведения, получение новых данных о механизме адаптации системы пищеварения к качественному составу пищи; определение характеристик состояния реактивности и тонуса кровеносных сосудов, интенсивности диффузии респираторных газов через их стенку при сдвигах газового состава вдыхаемого воздуха, температуры и рН крови, расшифровка механизмов физиологического действия лазерного излучения низкой интенсивности на органные кровеносные сосуды и микроциркуляцию, выявление механизмов взаимодействия нервных и гуморальных влияний на сократительную функцию лимфатических узлов и формирование движения лимфы; выявление механизмов модулирующих влияний различной природы на электрогенез афферентных нейронов энтеральной части метасимпатической нейрональной сети; обоснование фундаментальной роли цитоплазматических межнейронных связей в функционировании автономной внутриорганной нервной системы; установление центральных механизмов висцеральной боли, молекулярных механизмов переработки ноцицептивных сигналов и новых механизмов периферического действия анальгетических лекарственных препаратов; выявление терапевтических эффектов транскраниальной электростимуляции структур мозга на процессы репарации кожи, соединительной ткани и нервных волокон у больных диабетом; |
| раскрытие механизмов адаптационных влияний гормонов гипоталамо- гипофизарно-адренокортикальной системы на деятельность внутренних органов; разработка молекулярных механизмов для корректирующего влияния олигопептидов на иммунную и эндокринную системы при старении организма; получение данных о взаимодействии гормонов нейрогипофиза, инкретинов и аутакоидов в регуляции функции почек по стабилизации состава жидкостей внутренней среды; исследование структурно-функциональной эволюции дыхательной системы позвоночных; получение данных о становлении механизмов мышечной активности респираторного тракта и возможности использования их при коррекции патологических процессов; выявление механизмов апоптоза безъядерных клеток; изучение механизмов развития анемий при флуорозе, роли митохондрий в цитотоксическом действии ионов тяжелых металлов, функциональных реакций организма позвоночных на естественное голодание; получение данных о механизмах влияния инсулина на уровень гликемии при разных способах введения; изучение механизмов острой и долговременной адаптации систем организма к предельным физическим нагрузкам, действию низких температур, гипоксии; выявление интеграционных механизмов различных уровней вегетативной и гормональной регуляции в процессах адаптации организма к условиям космического полета; изучение влияния химически инертных газов и различного изотопного состава кислорода; физиологические реакции и обоснование их использования в экстремальных условиях и клинической практике; определение молекулярных маркеров ранних метаболических сдвигов в выдыхаемом воздухе и выбор средств и методов дистанционного контроля физиологических параметров организма человека; изучение корригирующего влияния на процессы адаптации дыхания с дополнительным сопротивлением на вдохе, тренировочных воздействий, а также стратегии повышения физической работоспособности человека в экстремальных условиях; выявление роли пищевых субстратов, медиаторов, гормонов, инкретинов и аутакоидов в механизме влияния гравитационных изменений на базальную активность пищеварительной системы; обоснование применения 13С-дыхательных методик в экспресс-диагностике патологических изменений в органах и тканях на молекулярном уровне в клинической медицине и функционального состояния различных органов и тканей в космической медицине и медицине экстремальных состояний; |
| изучение физиологии аутопробиотиков (таблетированные препараты, "периодонтальные повязки", кисломолочные продукты) и пробиотических средств для коррекции микрофлоры различных биотопов человека - кишечник, кожа, верхние дыхательные пути, область пародонта; изучение интегративной функции головного мозга, сердечно-сосудистой и эндокринной систем в условиях адаптации к гипоксии, гипотермии и другим экстремальным факторам высокогорья у здоровых лиц (спортсмены, космонавты, лица опасных профессий), а также при ряде заболеваний (артериальной гипертонии, ишемической болезни сердца, атеросклерозе, диабете); исследование влияния применения средств повышения адаптационных возможностей организма человека при лечении некоторых социально значимых заболеваний; установление роли транспортных иммуноглобулинов, серотонина, адреналина, гастрина-17, а также инсулина в интеграции механизмов деятельности системы пищеварения; ожидается установить влияние провоспалительных цитокинов, эмбриональных антигенов и инсулина на состояние иммунологической реактивности и метаболических процессов; получение данных, касающихся регуляции иммунной системой неиммунологических функций организма в физиологических условиях, в условиях аварийного регулирования и при патологии; разработка методов адресной доставки лекарственных препаратов, физиологически активных веществ и наночастиц для целенаправленного воздействия на восстановительные процессы поврежденных органов и тканей; исследование роли стволовых клеток (мезенхимальных и гемопоэтических) в репаративной регенерации тканей, ангиогенезе, получении аутопротезов, лечении сахарного диабета; планируемые исследования имеют клиническую перспективу, а именно, позволят повысить эффективность лечения токсического гепатита, нефропатии различного генеза, инфаркта миокарда; проведение комплексного исследования связи морфологических и биомеханических характеристик препаратов активного и пассивного миокарда в нормальных, гипертрофированных тканях и в сердцах животных с избирательной блокадой механизмов развития гипертрофии; будут выявлены особенности в механизмах адаптации интегрированных систем регуляции сократимости миокарда (электромеханическое и механоэлектрическое сопряжение, длино-, грузо- и частотозависимые феномены, кальциевые переходы, трансмембранные потенциалы и изомиозины) к нагрузкам разного типа и разной длительности у животных разного пола при сравнительном анализе нормальных сердец и сердец с физиологической и патологической гипертрофией; |
| эксперименты будут проведены на уровне одиночных кардиомиоцитов, изолированных препаратов миокарда и целого изолированного сердца; результаты работы позволят обосновать критерии дифференциальной диагностики между физиологическим и патологическим типом гипертрофии миокарда и проводить адресную терапию больных разного пола с сердечно- сосудистой патологией; изучение разнообразия микробиоты человека в норме и при патологических состояниях; получение новых данных о межмикробных взаимодействиях и механизмах колонизационной резистентности биотопов человека; исследование биологических характеристик бактерий и грибов и механизмов устойчивости микроорганизмов к абиотическим и биотическим факторам; изучение патогенеза эндогенных инфекций и разработка способов борьбы с ними; создание новых биопрепаратов (про-, пре- и синбиотиков) для терапии и профилактики социально значимых заболеваний человека; изучение степени участия гормонов, медиаторов воспаления (плазматических), инкретинов, аутакоидов (интерлейкины, фактор некроза опухоли, интерлейкин-6) в патогенезе и клиническом течении болезней соединительной ткани; исследование системных заболеваний соединительной ткани с проявлениями нарушения функционального состояния различных органов для разработки и внедрения технологий хронопрофилактики и хронокоррекции патологических десинхронозов у больных ревматоидным артритом и анкилозирующим спондилоартритом |