Разработанные учеными СГТУ методики помогут выявить новые закономерности в работе мозга

Разработанные учеными СГТУ методики помогут выявить новые закономерности в  работе мозга
Фото: www.sstu.ru

Новые закономерности в  работе мозга при  решении различных когнитивных задач и  развитии патологий поможет обнаружить новая методика, которую разработали ученые Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. совместно с  зарубежными коллегами.

Результаты исследования коллектива ученых опубликованы в  статье в  журнале американского института физики  Physical Review E .

«В  настоящее время основным источником информации о  процессах, протекающих в  головном мозге человека, являются сигналы электрической (ЭЭГ) или магнитной (МЭГ) активности, регистрируемые с  поверхности головы посредством неинвазивных электродов,  — рассказывает один из  авторов статьи, сотрудник НОЦ «Нелинейная динамика сложных систем» СГТУ имени Гагарина Владимир Максименко.  — При  этом сигнал, получаемый с  каждого из  электродов, представляет собой запись суммарной активности группы нейронов, находящихся в  окрестности расположения электрода».

По  словам исследователей, одной из  основных задач, стоящих перед  нейрофизиологами и  физиками, является разработка методик, которые позволят анализировать процессы взаимодействия между  отдельными нейронами, а  также между  группами нейронов, расположенных в  удаленных друг от  друга отделах мозга на  основании рассмотрения характеристик сигналов ЭЭГ и  МЭГ.

Коллектив исследователей НОЦ «Нелинейная динамика сложных систем» СГТУ имени Гагарина  — Владимир Максименко, Владимир Макаров, Михаил Горемыко, Алексей Короновский, Александр Храмов, студент кафедры АУМ Владимир Недайвозов  — совместно с  коллегами из  Вестфальского университета (Мюнстер, Германия) Анникой Лютжоханн, Университета Радбауд (Наймеген, Нидерланды) Жилем Ван Люжетааларом и  Института сложных систем (Италия) Стефано Боккалетти предложили методику, основанную на  рассмотрении спектральных характеристик ЭЭГ сигналов на  различных областях спектра. Данная работа проводилась в  рамках выполнения программы Стратегического проекта «Прорывные нейротехнологии» развития СГТУ в  качестве опорного вуза.

В  опубликованной статье авторы вводят понятия микроскопических и  макроскопических характеристик нейронного ансамбля. Под микроскопическими характеристиками авторы подразумевают сигналы электрической активности отдельных нейронов, а  в  качестве макроскопических  — суммарную активность целой группы (то, что регистрирует электрод). При  помощи численных исследований на  модельной сети нелинейных элементов авторы демонстрируют связь между  спектральными характеристиками макроскопического сигнала и  процессами кластерной синхронизации между  элементами модельного ансамбля. Затем, рассматривая сеть нейронов головного мозга подопытных эпилептических крыс, авторы сравнивают электрическую активность отдельных нейронов, регистрируемую при  помощи специальных электродов, с  электрической активностью нейронных ансамблей, регистрируемую посредством ЭЭГ, и  показывают, что установление режима синхронной активности нейронов может быть детектировано посредством спектрального анализа сигнала ЭЭГ.

Основываясь на  полученных закономерностях, авторы статьи исследуют взаимодействие между  различными частями головного мозга. В  данном случае в  качестве микроскопических сигналов выступают уже сигналы ЭЭГ, снимаемые из  различных участков мозга. Анализируя различные типы активности крыс (сон, бодрствование, эпилептические приступы), авторы показывают, что, в  зависимости от  типа активности, различные участки головного мозга взаимодействуют между  собой в  разных частотных диапазонах с  разной степенью интенсивности. Например, в  режиме сна наблюдается увеличение взаимодействия в  области низких частот дельта-ритма, а  эпилептическая активность характеризуется сильным взаимодействием между  нейронами коры мозга и  ядрами таламуса в  области 8-12 Гц.

Пресс-служба по материалам ИнЭТМ

Тематический кинопоказ проекта Знание.Кино - Вавиловский университет 28 марта 2024 года в Музее истории Вавиловского университета доценты кафедры «Социально-гуманитарные науки» Поздникин Алексей Анатольевич и Шмыгина Оксана Николаевна провели тематический кинопоказ проекта Знание.Кино ,
Вавиловский университет
Медицинские учреждения Саратовской области готовы к паводку - Министерство здравоохранения      В ходе подготовки к прохождению паводка министерством здравоохранения области и подведомственными  медицинскими организациями  уточнены населённые пункты, которые могут быть подтоплены на период паводка,
Министерство здравоохранения
В Саратовской области у скотины нашли бруцеллез: ветеринары добираются на лодках - Четвертая Власть На территории двух районов региона из-за бруцеллеза ввели карантин Фото: Управление ветеринарии по Саратовской области В Саратовской области на территории двух районов из-за бруцеллеза ввели карантин.
Четвертая Власть
Выездное мероприятие сотрудников ФГБУ «НМИЦ ТПМ» Минздрава России - Городская больница №9 С 26 по 28 марта 2024 г в Саратовской области МЗ РФ организовало проведение выездного мероприятия сотрудников ФГБУ «НМИЦ ТПМ» Минздрава России по оказанию организационно-методической помощи по профилю "терапия и профилак
Городская больница №9
Сообщи, где торгуют смертью - Филиал СГТУ в г. Петровске 28 марта 2024 года студенты отряда правоохранительной направленности «Юный друг полиции» филиала СГТУ имени Гагарина Ю.А.
Филиал СГТУ в г. Петровске