ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ

1. Физиологические, молекулярно-генетические и эпигенетические механизмы патогенеза в центральной нервной системе (на различных модельных объектах: зебраданио/zebrafish, мыши/mice, крысы/rat)

Изучение физиологических, молекулярно-генетических и эпигенетических механизмов патогенеза в центральной нервной системе (ЦНС) на разных модельных объектах (зебраданио, мыши, крысы) крайне актуально, поскольку позволяет раскрыть ключевые аспекты нейродегенеративных, нейропсихиатрических и других заболеваний человека. Эти модели обеспечивают глубокое понимание молекулярных и клеточных процессов, лежащих в основе патологий ЦНС, а также способствуют разработке новых терапевтических стратегий. Кроме того, сравнительный анализ разных видов помогает выявить эволюционно консервативные и видоспецифичные механизмы, что важно для трансляционной медицины и персонализированного подхода к лечению.

Научный руководитель — доктор медицинских наук, руководитель направления «Нейробиология» Научно-технологического университета «Сириус» Павел Евгеньевич Мусиенко.

2. Исследование влияния ранней неонатальной анестезии на постнатальное развитие нервной системы, формирование предрасположенности к мигрени и оценка превентивного потенциала стимуляционной терапии (грант РНФ)

Недоношенность остаётся значимой медико-социальной проблемой: около 10% новорождённых, несмотря на развитие медицины, рождаются раньше срока. Широкое применение ингаляционной анестезии (например, изофлурана) у таких детей повысило выживаемость, но связано с отдалёнными когнитивными и неврологическими нарушениями. Одним из наиболее социально значимых заболеваний, этиология которого может определяться ранними перинатальными воздействиями, является мигрень.  Воздействие изофлурана в критические периоды развития мозга может провоцировать апоптоз нейронов и глии, нарушать баланс ГАМК- и глутаматергической систем, а также вызывать эпигенетические изменения. Это способно приводить к дисфункции систем болевого контроля и повышенной возбудимости коры — ключевых механизмов, лежащих в основе мигрени. Существующие методы профилактики у недоношенных новорождённых ограничены, часто инвазивны и вызывают опасения родителей. Данный проект направлен на разработку неинвазивной методики пьезоэлектрической точечной соматической вибростимуляции для активации сенсорных входов и стимуляции пластичности соматосенсорной коры. Этот подход может стать безопасной альтернативой, позволяющей минимизировать последствия ранней анестезии и материнской депривации.

Возможные темы исследований в рамках проекта:

• Роль апоптоза нейронов и глиальных клеток в формировании долгосрочных нарушений болевой чувствительности после неонатальной анестезии;

• Дисрегуляция ГАМКергической и глутаматергической систем в соматосенсорной коре как механизм повышенной возбудимости после раннего воздействия изофлурана.

Научный руководитель — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник направления «Нейробиология» Научно-технологического университета «Сириус» Елена Вячеславовна Герасимова.

3. Высокоплотная поверхностная электромиография как инструмент пространственно-временного картирования нейромоторной активности у человека: от периферических паттернов к кортикальному управлению движением

В последние десятилетия высокоплотная поверхностная электромиография (ВП-пЭМГ) приобрела значительную популярность как неинвазивный метод оценки нейромышечной активности с высоким пространственным разрешением. В настоящем исследовании ВП-пЭМГ рассматривается как ключевой инструмент в нейробиологических науках для детального анализа механизмов моторного контроля, пластичности и реорганизации двигательных паттернов как у здоровых людей, так и у пациентов с неврологическими нарушениями.

Научный руководитель — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник направления «Междисциплинарные исследования спорта» Научно-технологического университета «Сириус» Максим Эдуардович Балтин.

4. Разработка цифровых и молекулярно-биологических технологий для управления физиологической устойчивостью при возрастных изменениях и стресс-нагрузках

Проект фокусируется на изучении реакций организма на физические нагрузки и стресс в разные возрастные периоды, выявлении молекулярных механизмов усталости и восстановления, а также разработке практических стратегий повышения адаптационного потенциала. Интеграция данных физиологических, метаболических, генетических, эпигенетических, иммунологических параметров, миокинового профиля и поведенческих характеристик позволит комплексно описывать динамику сердечно-сосудистой, дыхательной, мышечной, нервной, иммунной и эндокринной систем. Разрабатываемые модели обеспечат прогнозирование адаптации, персонализированные программы и мобильные инженерные решения для оперативной оценки в полевых и лабораторных условиях.

Возможные темы исследований в рамках проекта:

• Интегративные механизмы функционального состояния организма при стресс-нагрузках на основе кардиореспираторных и нейромышечных показателей;

• Физиологические механизмы формирования адаптационных стратегий организма при комбинированных нагрузках различной модальности.

Научные руководители — кандидат биологических наук, ведущий инженер-исследователь направления «Междисциплинарные исследования спорта» Научно-технологического университета «Сириус» Дмитрий Александрович Онищенко и кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник направления «Междисциплинарные исследования спорта» Научно-технологического университета «Сириус» Максим Эдуардович Балтин.

5. Влияние виртуальной реальности на состояние спинальных двигательных центров и постуральную устойчивость у человека (РНФ)

Использование виртуальной реальности (VR) является относительно новым и потенциально полезным методом реабилитации после нарушения функций центральной нервной системы и движения. Недавние экспериментальные данные свидетельствуют о том, что спинномозговая возбудимость повышается после условий зрительно-моторного обучения, вызванных VR или наблюдением за движением, и что технологии VR обладают большим потенциалом для разработки новых стратегий сенсомоторной тренировки в нейрореабилитации.  Проект представляет собой комплексное междисциплинарное исследование, в котором будут использованы методы классической электрофизиологии, стабилометрии, видеоанализ движения, математического моделирования и биомеханики.

Возможные темы исследования в рамках проекта: 

• Влияние иммерсивной виртуальной реальности на возбудимость кортикоспинальных и спинальных мотонейронов у здоровых людей; 

• Разработка и апробация инновационной комплексной программы физиотерапии на основе технологий виртуальной реальности для улучшения постурального контроля и когнитивных функций.

Научный руководитель — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник направления «Междисциплинарные исследования спорта» Научно-технологического университета «Сириус» Максим Эдуардович Балтин.

6. Превентивно-персонализированная нефропротекция при функциональном и метаболическом стрессе: от системных моделей спортивной адаптации к решениям популяционной профилактики

Спортсмены подвержены рискам поражения почек вследствие физических и нутриционных нагрузок. Проект направлен на изучение фундаментальных клеточных механизмов поражения почек при функциональном и метаболическом стрессе с целью создания интегрированной платформы ранней диагностики почечных нарушений, включающей биомаркеры, функциональные тесты и прогнозирующий ИИ-интерфейс. Разработки адаптируемы как для спортивной медицины, так и общей популяции для борьбы с хронической болезнью почек.

Возможные темы исследований в рамках проекта:

• Молекулярная патофизиология поражения почек в ответ на высокобелковую диету и экстремальную физическую нагрузку;

• Нейроэндокринные механизмы взаимодействия гипоталамо-гипофизарной и почечной систем в условиях функционального стресса;

• Моделирование гиперфильтрации нефрона в ответ на физиологические и патофизиологические триггеры.

Научный руководитель — доктор медицинских наук, руководитель научной группы Научного центра генетики и наук о жизни Научно-технологического университета «Сириус» Керим Мутиг.