14.607.21.0117 <Номер постера> Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы» Науки о жизни Тема: Разработка модели распознавания и фиксации новой информации в кортикальной микроколонке Соглашение 14.607.21.0117 на период 2015 – 2016 гг. Руководитель проекта: заведующий отделом лазерной атомномолекулярной технологии д.ф-м.н., проф. Баграташвили В.Н. Получатель субсидии: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем лазерных и информационных технологий Российской академии наук Связанное соглашение комплексного проекта 14.581.21.0016. Тема: Разработка методов, технологий и платформ для исследований функционирования нервных систем на основе создания высокоразрешающей информационной модели кортикальных структур мозга Цели и задачи проекта Целью проекта является разработка цитоархитектонической модели аллокации новой когнитивной информации в нейроны кортикальной микроколонки мозга мыши, позволяющей визуализировать геномный ответ на когнитивную стимуляцию клеток коры головного мозга и содержащую информацию о цитоархитектонике клеток, а также разработка метода оптического картирования геномного ответа нейронов в коре головного мозга млекопитающих для исследования процессов распознавания и долговременной фиксации когнитивной информации. Ожидаемые результаты проекта • Разрабатываемая цитоархитектоническая модель микроколонки коры головного мозга позволит изучить геномный ответ на когнитивную стимуляцию клеток коры и получить экспериментальные данные о структурно-функциональной организации нейрон-глиальных сетей головного мозга, что ляжет в основу создания 3D Атласа нейроглии кортикальных колонок мозга; • Метод оптического картирования геномного ответа нейронов в структуре микроколонок коры головного мозга позволит получить принципиально новые данные об активации генома (например, генов раннего ответа) в нейронах различных фенотипов и выявить особенности геномного ответа при различных типах и интенсивности когнитивной стимуляции, что будет являться фундаментальной основой для понимания процессов аллокации когнитивной информации в головном мозге; • Полученные в ходе реализации проекта результаты будут служить хорошим фундаментальным заделом для создания единой эмпирически проверенной теории о механизмах передачи и хранения информации в головном мозге. Перспективы практического использования • Создание 3D Атласа нейрон-глиальных сетей кортикальных колонок мозга обеспечит уникальную базу данных по анатомии и физиологии головного мозга млекопитающих, а также возможность симуляции экспериментальных исследований по ингибированию/активации молекулярных каскадов, что позволит моделировать разнообразные патологические процессы; • Разработка терапевтических подходов к коррекции патологических состояний ЦНС, а также для тестирования различных фармакологических агентов; • Снижение экономических затрат на проведение дорогостоящих и ресурсоемких экспериментов без потери адекватности получаемых результатов; • Интеграция российского научного сотрудничества в международные программы, что значимо повысит конкурентоспособность отечественных разработок в области нейробиологии и биомедицины. Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г. Работы, осуществляемые за счет средств субсидии: 1. Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ; 2. Проведение патентных исследований ГОСТ Р 15.011-96; 3. Обоснование выбора направления исследований в рамках ПНИ; 4. Проведение теоретических исследований возможностей по усовершенствованию методов картирования геномного ответа нейронов головного мозга; 5. Разработка метода оптического картирования геномного ответа нейронов в коре головного мозга млекопитающих; 6. Разработка концептуальной модели нейрон-глиальной сети для исследования аллокации новой когнитивной информации в нейроны кортикальной микроколонки головного мозга мыши; Работы, осуществляемые за счет внебюджетных средств: 1. Разработка методики оценки интенсивности геномного ответа кортикальных нейронов при когнитивном стимуле; 2. Разработка программной модели спайковой нейронной сети и проведение предварительных вычислительных экспериментов по изучению механизмов формирования следов памяти. Полученные результаты будут использованы для создания интерактивного 3D атласа нейроглии кортикальных колонок мозга крысы / мыши в рамках выполнения ПНИЭР по теме: «Разработка методов, технологий и платформ для исследований функционирования нервных систем на основе создания высокоразрешающей информационной модели кортикальных структур мозга». Партнеры проекта Индустриальный партнер проекта: ООО «НИАГАРА КОМПЬЮТЕРС». Основные направления деятельности: разработка импортозамещающих решений, проектирование и создание центров обработки данных, высокопроизводительных вычислительных кластеров и систем хранения данных. Внебюджетное финансирование проекта за 2015 г. – 10 млн. рублей <Номер постера> 14.607.21.0117