Конференции

66-я Всероссийская научная конференция МФТИ

Список разделов ФБМФ - Секция физики живых систем

Основные научные направления секции: биологическая и медицинская физика, механика и инженерия, разработка и испытания медицинских изделий, органозамещающие технологии.

 

 

Формат проведения: Дистанционный

Дата проведения: 04.04.2024 в 11:00

  • Application of sliding windows to spike train analysis

    In this study, we employed the sliding windows technique to analyze spike trains recorded from the basal ganglia of Parkinson's disease patients. Our analysis focused on detecting burst and pause episodes in these spike trains, and explored similarities in unit responses to external stimuli.

  • Новый подход к исследованию нелинейных характеристик одиночной нейронной активности базальных ядер у пациентов с болезнью Паркинсона

    В данной работе предлагается и исследуется на экспериментальных и сгенерированных данных новый метод расчета нелинейных параметров одиночной нейронной активности. У пациентов с болезнью Паркинсона получаемые параметры позволяют описывать тяжесть заболевания, а также характеризуют осцилляторную активность.

  • Автоматические ультразвуковые методы детектирования положения подвижных сосудов

    Изучены возможности ультразвуковых доплеровских методов для создания методики автоматического удержания подвижного сосуда в рассматриваемой области одновременно с регистрацией агрегатного состояния крови в нем. Результаты открывают перспективы для разработки нового класса носимых устройств коррекции гемостаза посредством ввода фармпрепаратов на самых ранних стадиях свертывания.

  • Разработка программно-аппаратного комплекса интерпретатора реакций биокультур

    Фотосинтетические организмы представляют значительный интерес как продуценты в большинстве известных экосистем, являются возобновляемым источником строительных материалов, продуктов питания, лекарств и других необходимых ресурсов.

    Целью разработки программно-аппаратного комплекса интерпретатора реакций является создание связующего звена между биокультурой и подвижной платформой. Комплекс анализирует пригодность текущих условий для жизнедеятельности культуры, учитывая влияние внешних факторов.

  • Метод получения и визуализации данных о биомеханике движений млекопитающего

    Отрасль протезной реабилитации человека в последние годы достигла серьезных успехов.

    Этого нельзя сказать о сравнительно новой сфере реабилитации, занимающейся домашними животными, которые зачастую подвергаются эвтаназии из-за  отсутствия эффективных средств реабилитации.

    В рамках данной работы авторы решают одну из частных задач: разработка, изготовление и испытание программно-аппаратного комплекса мониторинга и реагирования на поведенческие паттерны домашней кошки Cat Action Tracker.

  • Исследование влияния структуры фиброза в сердечной ткани на ее аритмогенность

    В работе описывается in silico исследование влияния структуры фиброзных неоднородностей ткани на развитие и возникновение аритмии в ней. Основным результатом работы является сравнительный анализ прохождени волны в среде с нативными неоднородностями ткани с учетом клеточной морфологии и без: в первом случае волновая картина лучше воспроизводится. Исследование проводилось на 2-мерных образцах, идет работа над созданием 3-мерной модели.

  • Исследование регенеративных свойств сердечной ткани с помощью тканевоинженерных комплексов на основе кардиомиоцитов

    В настоящей работе было изучено взаимодействие хозяин–трансплантат при трансплантации кардиомиоцитов на монослой с использованием нановолоконных микроносителей. Были использованы полимерные нановолокна для формирования архитектуры ткани, волны возбуждения регистрировали с помощью установки оптического картирования возбуждения, трехмерные структуры пятна контакта подсаженной сокультуры и монослоя кардиомиоцитов исследованы с помощью методов конфокальной микроскопии.

  • Разработка метода регенерации сердечной ткани на основе мезенхимальных стволовых клеток

    Выполненная работа представляет собой исследование регенеративных свойств мезенхимальных стволовых клеток человека в сердечной ткани и in vitro. Был модифицирован протокол выделения МСК из костной жидкости и костной ткани, полученные клетки были продифференцированы в кардиомиоциты с помощью паракринных факторов и охарактеризованы на кардиальные маркеры и электрофизиологическую активность. 

  • Разработка новых протоколов химической трансдифференцировки фибробластов в кардиомиоциты с помощью биоинформатического прогнозирования сигнальных путей

    Работа посвящена разработке протоколов химической трансдифференцировки фибробластов в кардиомиоциты. Осуществление прямого репрограммирования без стадий эмбрионального клеточного развития позволит осуществить новые подходы в области терапии фиброзных изменений сердца. Основной целью данной работы было создание новых протоколов трансдифференцировки из фибробластов в кардиомиоциты с повышенной эффективностью и проверкой функциональности получаемых клеток.

  • Технология создания 3D-биопечатных конструкций с помощью фотоиндуцированного удаления сфероидов для формирования полостей

    Целью данной работы является разработка технологии 3D-биопечати на стыке нанотехнологий и клеточной биологии: создание полых структур с использованием тканевых сфероидов, с включенными в состав наночастицами, полученными методом лазерной абляции в жидкости (PLAL).

  • Математический анализ адгезии тромбоцитов к адгезивной поверхности в потоке

    В данной работе будет предложена математическая модель, учитывающая два возможных вида взаимодействий тромбоцитов: с поверхностью и с уже адгезировавшими тромбоцитами. В основе модели будут использованы данные о типе белковой подложки, функционального состояния тромбоцитов и физических характеристиках тока крови.

  • Метод импедансной реографии в оценке когнитивной деятельности при функциональных пробах.

    Половой диморфизм прослеживается в гормональных, генетических, морфологических и нейрофизиологических аспектах дифференциации человека. Дифференцировка мозга занимает значительную роль, как интегративная функция. Один и тот же стимул может вызывать у мужчин и женщин разную нейрофизиологическую реакцию. Цель исследования - изучение гендерных различий в оценке гемодинамики мозга юношей и девушек в условиях спокойного бодрствования и при проведении некоторых функциональных проб.

     

     

  • Связь бета-десинхронизации субталамического ядра при выполнении движений с тяжестью брадикинезии у пациентов с болезнью Паркинсона

    Работа посвящена изучению электрической активности субталамического ядра у пациентов с болезнью Паркинсона, фокусируясь на десинхронизации бета-активности в ходе движений. Исследование включает 9 пациентов, которым проводилась операция по имплантации системы стимуляции глубинных структур мозга для последующего многофакторного анализа. Результаты показывают билатеральную отрицательную корреляцию между брадикинезией и десинхронизацией бета-активности, что подчеркивает ее роль в моторном контроле.

  • Разработка многоразового проточного анализатора крови на основе метода спектроскопии

    В данной работе разработаны принципиальная схема работы, принципиальная электрическая схема и 3D-модель проточного анализатора, а также создан прототип прибора на основе фотометрии для анализа уровня оксигенации крови, что будет использовано в  компактной системе мониторинга параметров крови, которая в качестве основных компонентов включает проточный элемент с датчиками, сенсорами и пользовательским интерфейсом, который предоставляет непрерывную информацию о ключевых параметрах крови.

  • Исследование роли эфаптической связи кардиомиоцитов в формировании однонаправленного блока проведения

    Целью данной работы является создание гетерогенной модели сердечной ткани для исследования влияния межклеточных неоднородностей на условия формирования первичных волн-реентри. При помощи in silico экспериментов в данной модели был предложен и с помощью in vitro экспериментов был показан механизм повышенной аритмогенности, связанный с подавлением эфаптической межклеточной связи (ЕрС).

  • Исследование анестезирующего действия производных азобензола под действием электромагнитного излучения

    В данной работе было произведено исследование трёх различных анестезирующих вещесв, являющихся производными азобензола. С помощью метода оптического картирования было изучено их влияние на проводимость волн возбуждения в монослое неонатальных крысиных кардиомиоцитов под действием электромагнитного излучения УФ- и видимого диапозонов.  

  • Исследование особенностей экстраклеточных потенциалов нейронов субталамического ядра и черной субстанции у пациентов с болезнью Паркинсона

    Работа посвящена поиску электрофизиологических различий между субталамическим ядром и черной субстанцией. Мы изучали форму потенциалов действия (спайков), принадлежащих одиночным нейронам субталамического ядра и черной субстанции. Определен параметр, характеризующий форму спайков и различающийся в этих структурах. 

  • Инкапсуляция наночастиц как маркер ведущих клеток при коллективной миграции

    В данной работе была изучена клеточная миграция с помощью скрэтч-теста - модели раны. Цель исследования заключается в количественном сравнении способности к инкапсуляции наночастиц клетками, находящимися на периферии (ведущими в миграции) и в центре раны.

  • Optical control of intercellular calcium dynamics in induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes with hypertrophic cardiomyopathy

    Hypertrophic cardiomyopathy is one of the most common cardiovascular diseases that is mainly caused by mutation encoding sarcomere- associated proteins. Using IPSCs-derived cardiomyocytes model is of great importance that enables us to study HCM features. The combination of two optical mapping labels FluoVolt and Fluo 4, AM dyes, and computer modeling made it possible to identify characteristic differences in calcium dynamics between control cardiomyocytes  and hypertrophic cardiomyocytes.

  • Исследование процессов структурообразования в магнитоуправляемой эмульсии для повышения эффективности тромболитиков

    В данной работе предлагается использование магнитоуправляемой биологически совместимой дисперсной системы, представляющей собой микроэмульсию, для управления процессами микроперемешивания, которые можно использовать для повышения эффективности тромболитиков. Для изучения структур, возникающих в данной системе под воздействием вращающегося магнитного поля, была проведена серия экспериментов с  биосовместимой микроэмульсией.

  • Липидный состав мембран модулирует активность белка Е коронавируса SARS-CoV-2

    В данной работе исседуется канальная активность трансмембранного белка Е SARS-CoV-2. С помощью метода локальной фиксации потенциала (patch-clamp) установлена зависимость кинетики изменения проводимости мембраны от процентного содержания холестерина и отрицательно заряженного липида в составе мембраны, а также показана роль отдельных фрагментов белка Е в формировании ион-проводящих каналов.

  • Нейровизуализация стимуляции глубинных структур головного мозга человека: анализ на групповом уровне

    В рамках работы рассматривается моделирование зоны стимуляции в области бледного шара для пациентов с болезнью Паркинсона и дистонией, а также связь активированных трактов у пациентов с различным клиническим эффектом

  • Биодеградируемые тканые скаффолды из натурального шелка для регенеративной медицины

    В данной работе исследуется адгезия и пролиферация фибробластов крыс на биодеградируемые тканевые скаффолды из натурального шелка. Исследование фокусируется на создании потенциально биодеградируемых материалов с улучшенными биологическими свойствами с использованием шелковых скаффолдов. 

  • Использование инкапсулирования наночастиц для выявления инвазивных клеток рака молочной железы представляет собой более эффективный метод, чем анализ маркеров ЭМП

    Наше исследование направлено на характеристику разделенных с помощью камер Бойдена субпопуляций клеток РМЖ на основе инкапсуляции наночастиц и экспрессии маркеров ЭМП.

  • Пространственные распределения дозы минипучков протонов: Монте-Карло моделирование и аппроксимации

    Проведено Монте-Карло моделирование транспорта терапевтических пучков протонов в водном фантоме с помощью библиотеки Geant4. На его основе получены аппроксимации распределений дозы от карандашных пучков и минипучков. Аппроксимации для минипучков предлагается использовать в будущих системах планирования терапии минипучками.

  • Исследование биологических эффектов ТГц-излучения на клетки линии меланомы человека с использованием метаболомного скрининга методом ВЭЖХ-МС/МС

    Изучение потенциального воздействия Т-волн на биологические системы востребовано для актуализации протоколов безопасности разработки большого числа его практических приложений. На сегодняшний день отсутствуют стандартные протоколы к оценке влияния ТГц. Одним из наиболее
    перспективных методов выявления ранних изменений в клетках в ответ на внешние воздействия является таргетированный метаболомный скрининг методом ВЭЖХ-МС/МС.

  • Использование метрик подвижности бактерий для быстрого определения антибиотикорезистентности

    В данной работе проведен анализ возможности использования метрик подвижности бактерий для оценки антибиотикорезистентности. Подвижность бактерий охарактеризовывали гистограммами и кумулятивным распределением скоростей. Для численного сравнения двух кумулятивных распределений использовался критерий Колмогорова-Смирнова. Потенциально данная метрика может быть использована  для создания новой тест системы по оценке антибиотикорезистентности бактерий на основе анализа их подвижности.

  • Разработка и исследование биосовместимости гидрогеля на основе фиброина шелка как перспективного материала для использования в медицине и тканевой инженерии.
    • В данной работе исследуется адгезия и пролиферация фибробластов крыс на биодеградируемом гидрогеле, создаваемом из модифицированного натурального шелка. Целью исследования является создание гидрогеля с высокой биосовместимостью для потенциального применения в медицине.

  • Анализ дозиметрических измерений пучка ионов углерода на ускорителе У-70

    В работе анализируются характеристики дозного поля пучка ионов углерода. Определены пробеги для различных энергий и профилей пучка, определён латеральный спад для пучка энергией 450 МэВ.

  • Технология получения персонифицированных гибридных имплантатов костной ткани с использованием процесса 3D-печати

    В данной работе представлена технология получения персонифицированного гибридного имплантата костной ткани с использованием процесса 3D-печати с целью устранения последствий черепной травмы. Гибридный имплантат представляет собой твердый каркас, заполненный высокопористым материалом на основе биополимеров. Комбинируя преимущества твердого каркаса и материала на основе биополимеров, гибридные имплантаты могут обеспечить эффективное устранение дефектов костной ткани.

  • Study of the Influence of New Cardioprotective Compounds Nitroxysuccinate 3-Hydroxy-6-Methyl-2-Ethylpyridinium and B6-No on Ion Channels of Cardiomyocytes

    In this study we used the patch clamp technology to test the impact of two antioxidant compounds, nitroxysuccinate 3-hydroxy-6-methyl-2-ethylpyridinium (EMGPS-NO) and di(3-hydroxy-4,5-bis(hydroxymethyl)-2-methylpyridinium) salt 2-(nitrooxy)butanedioic acid (B6-NO), on voltage-gated ion channels of cardiomyocytes isolated from neonatal rats.

  • Исследование эффекта тепловой линзы и локальной гипертермии на основе лазерного излучения для экстирпации карциномы

    Эффект тепловой линзы приводит к дополнительным искажениям выходного пучка лазера и уменьшению области охвата исследуемой опухоли. Соответственно, возникающая тепловая линза ухудшает качество излучения и усложняет работу врачей по удалению опухолей. Исходя из этого, целью данной работы являлась разработка методики, позволяющая минимизировать данный эффект.

  • Разработка анализатора тест-систем сухой химии на основе смартфона.

    Разработан анализатор мочи на основе смартфона. Предложенная система обеспечивает доступность, удобство и точность анализа, позволяя анализировать до 11 параметров мочи без дорогостоящего лабораторного оборудования. Применение методов обработки изображений, машинного обучения и функциональной аппроксимации позволяет достичь средней погрешности в 12%, сравнимой с лабораторными анализами. Данное решение значительно улучшит качество жизни пациентов через упрощённую и доступную диагностику.

  • Heterosynaptic plasticity induced by intracellular tetanization in layer 2/3 pyramidal neurons depends on dendritic location of glutamatergic synapse

    The study explores the role of synaptic location in inducing heterosynaptic plasticity in layer 2/3 pyramidal cells of the rat visual cortex. We found that intracellular tetanization led to significant long-term potentiation of proximal inputs, while distal inputs remained relatively unchanged. The findings suggest that the location of a synapse on the dendritic tree is a determinant of heterosynaptic plasticity.

  • Стохастические механизмы возникновения колебаний концентрации кальция в тромбоцитах человека

    В данной работе проводится стохастическое моделирование и анализ модели кальциевых осцилляций в тромбоцитах человека.