Нейробиология

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.  Исследование роли рецепторов к следовым аминам в сенсомоторном контроле и восстановлении после спинальной травмы на модели нокаутных мышей (грант РНФ)

Травматические повреждения спинного и головного мозга приводят к тяжёлым двигательным и неврологическим нарушениям, однако существующие методы лечения остаются недостаточно эффективными. Данный проект фокусируется на малоизученной, но перспективной группе рецепторов к следовым аминам (Trace amine-associated receptors, TAARs), которые играют важную роль в регуляции ключевых нейромедиаторных систем. Полученные результаты не только позволят углубить понимание механизмов нейромодуляции, но и могут лечь в основу инновационных терапевтических подходов для восстановления двигательных функций. В перспективе это открывает новые возможности для разработки эффективных методов реабилитации пациентов с повреждениями центральной нервной системы и лечения связанных неврологических расстройств.

Возможные темы исследований в рамках проекта:

• Роль рецепторов следовых аминов (TAAR1, TAAR2, TAAR5) в регуляции сенсомоторных функций и восстановлении после травмы спинного мозга;

• Участие рецепторов следовых аминов TAAR в нейрогенезе и нейропластичности при травматических поражениях центральной нервной системы.

Научные руководители — доктор медицинских наук, руководитель направления «Нейробиология» Научно-технологического университета «Сириус» Павел Евгеньевич Мусиенко и кандидат биологических наук, старший научный сотрудник направления «Нейробиология» Научно-технологического университета «Сириус» Дарья Сергеевна Калинина.

4. Нейрофизиологические основы тактильной обратной связи

Тактильное восприятие — сложный процесс, опосредованный активацией различных типов кожных рецепторов (Aβ-, Aδ- и C-волокон). Понимание их роли в передаче механических и температурных сигналов критически важно для создания эффективных интерфейсов обратной связи. Данный проект направлен на разработку усовершенствованных методов электростимуляции, позволяющих преодолеть ключевые ограничения существующих технологий, такие как низкое пространственное разрешение и развитие парестезии. В рамках проекта будут исследованы новые подходы к управлению степенью синхронизации нейронной активности и селективной активации механорецепторов. Полученные результаты могут быть применены в системах виртуальной реальности и медицинской реабилитации.

Научный руководитель — PhD, руководитель научно-исследовательской группы Научного центра генетики и наук о жизни Научно-технологического университета «Сириус» Борис Александрович Сагалаев.

5. 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 исследования 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.

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

Использование виртуальной реальности (ВР) 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.

7. 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.

8. 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.

9. Животные модели неврологических заболеваний

Неврологические заболевания являются одной из ключевых проблем здравоохранения. Проект направлен на создание животных моделей таких заболеваний, как врождённые пороки головного мозга и глиомы различных подтипов. Изучается роль генов Spout1, Ergic3 и Tbr1 в молекулярном патогенезе нарушений развития головного мозга. Кроме того, будет проведено комплексное исследование глиом человека, которое позволит создать гуманизированные модели животных для тестирования клеточной иммунотерапии глиом.

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор, руководитель научной группы Научного центра генетики и наук о жизни Научно-технологического университета «Сириус» Виктор Степанович Тарабыкин.