Научные сотрудники Института медицины и психологии В. Зельмана Новосибирского государственного университета в сотрудничестве с коллегами из НИИ нейронаук и медицины и рядом других исследовательских центров применили дофаминергический нейротоксин на рыбах зебраданио, чтобы смоделировать болезнь Паркинсона. Исследователям удалось впервые в мире зарегистрировать когнитивные нарушения без выраженных нарушений общей двигательной активности у рыб с помощью классических поведенческих тестов и искусственного интеллекта. Результаты исследования опубликованы в журнале Toxics и могут использоваться для тестирования антипаркинсонических лекарств.
— Мы часто связываем болезнь Паркинсона с моторными нарушениями. Но, к сожалению, клиническая картина пациентов с этим недугом не ограничивается ими. Однако имеется целый ряд немоторных нарушений при данной болезни, в частности - когнитивные нарушения вплоть до деменции, которые могут проявиться намного раньше моторных, а также могут составлять важную часть клинической картины на более поздних стадиях заболевания. Именно этим аспектам и посвящено наше исследование. Мы с коллегами изучили кратковременную рабочую и долговременную ассоциативную память, обучение рыб под действием МФТП и обнаружили ухудшение их показателей в классических поведенческих тестах. Данные ухудшения были подтверждены дифференциальной кластеризацией экспериментальных и контрольных групп при анализе поведения с помощью искусственного интеллекта, — прокомментировал сотрудник Лаборатории трансляционной биопсихиатрии НИИНМ и Лаборатории молекулярной патологии ИМПЗ НГУ Алим Баширзаде.
Токсин 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин (МФТП) очень известен и давно применяется с целью моделирования болезни Паркинсона. Он хорошо проникает через гематоэнцефалический барьер, метаболизируется в токсичный ион 1-метил-4-фенилпиридин (МФП+) под действием фермента моноаминооксидазы. МФП+ избирательно повреждает дофаминергические нейроны, вызывая явления паркинсонизма у людей и паркинсоноподобные нарушения у животных. В статье также изучена острая токсичность МФТП на рыбах.
— Почему исследование проводится именно на рыбах? Danio rerio — излюбленная модель нейробиологов в последнее время. Они имеют ряд биологических преимуществ: небольшие размеры, удобство содержания, полностью секвенированный геном. Более того, 70% генов зебраданио являются ортологами генов человека, — объяснил кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Лаборатории молекулярной патологии ИМПЗ НГУ и Лаборатории трансляционной биопсихиатрии НИИНМ Сергей Чересиз.
Для синтеза нейротоксина исследователи привлекли коллектив ученых-химиков из Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, а анализ поведения с помощью искусственного интеллекта (ИИ) был выполнен российским коллективом разработчиков из США. Исследование является частью госзадания НИИНМ и будет продолжено в части тестирования на полученной модели нового класса антипаркинсонических лекарств, разработанного химиками из НИОХ СО РАН.
— Кроме того, мы планируем углубиться в исследование механизмов когнитивных дефицитов, чтобы полноценно определять когнитивный профиль рыб и фиксировать более тонкие нарушения. На данном объекте мы планируем моделировать и другие нозологии, которым присущи когнитивные нарушения. Например, в рамках уже другого проекта, поддерживаемого Российским научным фондом, мы исследуем поведение рыб при черепно-мозговой травме, — добавила руководитель проекта, доктор биологических наук, заведующая отделом экспериментальной нейронауки НИИНМ, главный научный сотрудник Лаборатории молекулярной патологии ИМПЗ НГУ Тамара Амстиславская.
По словам научного консультанта проекта, доктора биологических наук, ведущего научного сотрудника НИИНМ и ИМПЗ НГУ Алана Калуева, перспективно исследование вклада в патогенез нейродегенеративных нарушений сразу нескольких факторов. Например, сочетать травму мозга и действие различных токсинов на зебраданио в модели Паркинсонизма.Ирина Георгиевна и Евгений Иванович Пальчиковы, профессора кафедры общей физики Физического факультета НГУ, в браке уже 50 лет. В преддверии Дня семьи любви и верности они рассказали нам трогательную и душевную историю о том, какой путь они вместе прошли и какие жизненные принципы помогли им преодолеть все трудности.
Выпускники получили дипломы магистров сразу двух престижных вузов: диплом по направлению подготовки «Менеджмент» от НГУ и диплом по направлению подготовки «Инноватика» от НИУ ВШЭ.
Разработанный модуль объединяет процедуры синхронной инверсии и литоклассификации с применением машинного обучения. Модуль автоматически находит все необходимые параметры, избавляя специалиста от необходимости подбирать их вручную. Такое решение позволяет заметно сократить время интерпретации трёхмерных сейсмических данных и повысить точность и оперативность прогноза распределения коллектора на реальных месторождениях. На сегодняшний день прямых аналогов такого сочетания алгоритмов на российском и зарубежном рынках не имеется.