name: Биофизические модели динамики взаимодействия нейронных и астроцитарных сетей
keyword_list: коллективная динамика синхронизация старение нелинейная динамика кратковременная память глиальные клетки нейрон-астроцитарное взаимодействие синаптическая передача спайковые нейронные сети математическое моделирование
abstract: Работа посвящена математическому и вычислительному исследованию функциональной роли астроцитов в сигнализации нейронных сетей. Цель исследования – доказательство с помощью математического моделирования, что астроциты способны осуществлять координацию и синхронизацию сигналов нейронной активности, что позволяет мозгу эффективно обрабатывать информацию при решении когнитивных задач как на клеточном, так и на сетевом уровне. Изучены динамические механизмы субклеточной кальциевой сигнализации в астроците. Изучены динамические эффекты генерации кальциевых сигналов в биофизической модели взаимодействующих астроцитов. Исследованы эффекты астроцитарной регуляции синаптической передачи на уровне отдельных синаптических контактов. Изучены эффекты астроцитарной регуляции синаптической передачи в моделях взаимодействующих нейронных и астроцитарных сетей. Проведено тестирование разработанных клеточно-сетевых биофизических моделей на примерах функциональной модели кратковременной памяти и биофизической модели глиа-опосредованной регуляции процессов старения. В работе реализован логичный и последовательный подход к созданию стройного и непротиворечивого образа астроцитарной динамики подобно тому, как такой образ был ранее создан для нейронных систем, а сама работа в целом представляет собой детальный динамический портрет астроцита с учетом его сложной морфологии. Разработанные подходы, расширяющие существующие методы биофизики сложных систем, позволили выявить новые субклеточные механизмы генерации кальциевых сигналов в астроцитах, проанализировать эффекты гетеросинаптической астроцитарной модуляции сигнализации в нейронной сети как на клеточном, так и на сетевом уровне; сформулировать и проверить гипотезу формирования кратковременной памяти за счет астроцитарной модуляции синаптической передачи; развить концепцию глиа-опосредованной регуляции патологических процессов в мозге, связанных со старением и нейродегенеративными заболеваниями.
chairman_dissertation_council.name: Генрих
chairman_dissertation_council.surname: Иваницкий
chairman_dissertation_council.patronymic: Романович
chairman_dissertation_council.position: научный руководитель Института
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Член-корреспондент РАН
chairman_dissertation_council.wos_research_id: N-9841-2017
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6701853315
chairman_dissertation_council.rinc_id: 78805
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Иван
organization_supervisor.surname: Вихлянцев
organization_supervisor.patronymic: Милентьевич
organization_supervisor.position: и.о. директора
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 34.03.23
rubrics.name: Математическая биология и теоретическое моделирование биологических процессов. Биоинформатика
rubrics.code: 34.39.15
rubrics.name: Общая нейрофизиология
rubrics.code: 34.17.03
rubrics.name: Теоретическая и математическая биофизика
oecds.code: 01.06.MC
oecds.name: MATHEMATICAL & COMPUTATIONAL BIOLOGY
oecds.code: 01.06.DA
oecds.name: BIOPHYSICS
speciality_codes.name: Биофизика
speciality_codes.code: 03.01.02
supervisors.fio: Казанцев В.Б.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Радиофизика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Казанович Я.Б.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Биофизика
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Постников Е.Б.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Постнов Д.Э.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Радиофизика
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИТЭБ РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БИОФИЗИКИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
protection_organization.ogrn: 1025007770920
protection_organization.supervisor_name: ИВАН
protection_organization.supervisor_surname: ВИХЛЯНЦЕВ
protection_organization.supervisor_patronymic: МИЛЕНТЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО, НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО, ННГУ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО, УНИВЕРСИТЕТ ЛОБАЧЕВСКОГО, ННГУ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО"
author_organization.ogrn: 1025203733510
author_organization.supervisor_name: ЕЛЕНА
author_organization.supervisor_surname: ЗАГАЙНОВА
author_organization.supervisor_patronymic: ВАДИМОВНА
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения