Тезисы докладов
| Вид материала | Тезисы |
- Тезисы докладов, 3726.96kb.
- Тезисы докладов, 1225.64kb.
- Правила оформления тезисов докладов Тезисы докладов предоставляются в электронном виде, 22.59kb.
- «Симпозиум по ядерной химии высоких энергий», 1692.86kb.
- Требования к тезисам докладов, 16.83kb.
- Тезисы докладов научно-практической, 6653.64kb.
- Тезисы докладов 1 Межвузовская научно -практическая конференция студентов и молодых, 100.64kb.
- Тезисы докладов и заявки на участие, 104.97kb.
- Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 788.61kb.
- Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 1066kb.
ПРОЦЕССЫ НЕЙРОВОСПАЛЕНИЯ В МЕХАНИЗМАХ СЕЛЕКТИВНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ГИППОКАМПА
К НЕЙРОДЕГЕНЕРАЦИИ
Н.В.Гуляева, А.К.Пискунов, А.О.Тишкина, И.П.Левшина, Н.А.Лазарева, Ю.В.Моисеева, М.Р.Новикова, М.Ю.Степаничев, М.В.Онуфриев
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Развитие нейровоспаления (НВ) в настоящее время относят к ведущим звеньям нейродегенерации. Очевидно, что в основе учас-тия НВ в гибели нейронов лежит трансформация адаптивных реак-ций НВ в патологические. Принято считать, что гиппокамп относится к структурам мозга, селективно чувствительным к фак-торам, инициирующим нейродегенеративные процессы (гипоксии, стрессу, нейротоксинам и др.). В связи с этим нами была высказана рабочая гипотеза о том, что в основе селективной чувствительности нейронов гиппокампа лежат специфические особенности системы нейровоспалительных и соответствующих цитопротекторных механизмов. Экспериментальная проверка этой гипотезы была проведена на моделях интероцептивного стресса (острого и хронического эмоционально-болевого, ЭС) и экстероцептивного стресса (системное введение бактериального липополисахарида, ИС), вызывающих нейродегенеративные изменения в мозге крыс.
Впервые показано, что при НВ, вызванном ИС или ИС, увели-чивается экспрессия цитопротекторных белков (эритропоэтина – Epo, рецептора Epo, HIF-1); эти изменения отражают активацию потенциально адаптивных механизмов. На ранних этапах ИС уровень провоспалительного ИЛ-1β не различался в новой коре и гиппокампе крыс, однако через 24 ч уровень ИЛ-1β снижался в коре, но продолжал расти в гиппокампе. Острый ЭС вызывал увеличение экспрессии ИЛ-1β в мозге, достоверно более выражен-ное в гиппокампе в сравнении с новой корой; при хроническом ЭС регионарные различия усиливались. Рассогласование экспрессии Epo и ИЛ-1β, снижение экспрессии Epo, снижение экспрессии ламинина-1 и NCAM на поздних этапах ИЦ и при хроническом ЭС отражают ослабление потенциально адаптивных процессов, указы-вают на срыв регуляции воспалительных реакций в гиппокапме и структурные перестройки. Усиленная, по сравнению с контролем, экспрессия провоспалительного ИЛ-1β сохранялась в гиппокампе, но не в новой коре, спустя месяц после окончания хронического ЭС. Долговременный постстрессорный срыв регуляции процессов НВ в гиппокампе можно рассматривать как новый механизм, связывающий стресс и развитие патологических изменений в этой структуре. Усиление экспрессии ИЛ-1β в гиппокампе сопровож-далось селективным усилением доставки глюкокортикоидов в этот отдел мозга. Отсутствие изменения доставки тестостерона в отделы мозга подтверждает селективность механизмов, связывающих избыточную доставку глюкокортикоидов с патологией гиппокампа. При хроническом ЭС, несмотря на повышенный уровень глюкокортикоидов в гиппокампе, отсутствовали изменения (в сравнении с контролем) в экспрессии регулируемых ими генов (IGF-1 и CRF), что свидетельствует об изменении трансдукции сигнала глюкокорткоидов в этом отделе мозга.
Таким образом, динамика процессов НВ при стрессе различной природы неодинакова в неокортексе и гиппокампе; в гиппокампе НВ продолжается в течение более длительного времени на фоне ослабления механизмов цитопротекции. Воспалительный ответ в гиппокампе сопровождается усиленной (в сравнении с корой) доставкой кортикостерона в ткань, что может запускать механизмы срыва адаптивных цитопротекторных механизмов в гиппокампе и делать его селективно чувствительным к нейродегенерации. Другим следствием избытка глюкокортикоидов в гиппокампе является подавление нейрогенеза, синергичный с описанным выше механизм развития нейродегенеративной патологии. Результаты исследования подтвердили рабочую гипотезу об участии нарушений про- и антивоспалительных процессов в селективной чувствительности гиппокампа к нейродегенеративным изменениям.
РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ ДОФАМИНЕРГИЧЕСКИХ НЕЙРОНОВ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА
И.Б.Гуревич1), А.А.Мягков1), Ю. А. Сидоров2), Ю.О.Трусова1), В.В.Яшина1)
1)Учреждение Российской академии наук Вычислительный центр им. А.А.Дородницына РАН, Москва; 2)Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Москва
Проект посвящен разработке и экспериментальному исследова-нию новых математических методов извлечения из микроско-пических изображений срезов мозга информации, необходимой для моделирования нейродегенеративных заболеваний.
Основными задачами проекта являлись: 1) разработка и исследование новых математических методов выделения информативных объектов на биомедицинских изображениях и их многоаспектная характеризация; 2) разработка, исследование и реализация стандартных и специализированных алгоритмических схем автоматизации извлечения информации из изображений, 3) экспериментальное исследование разработанных методов и оценка их точности и эффективности.
В рамках проекта разработаны новые математические методы, обеспечивающие автоматизацию решения задачи выделения и характеризации нейронов и их аксонов на микроскопических изображениях, в т. ч. автоматизацию выбора начальных приближений параметров.
Теоретический фундамент проекта составляют дескриптивный подход к анализу и пониманию изображений (ДП) (И.Б.Гуревич) и алгебраический подход к решению задач распознавания, классификации и прогнозирования (Ю.И.Журавлев).
Разработанный математический аппарат предусматривает также использование методов математической морфологии и энтропийной техники. Новые методы позволяют находить и выделять информативные объекты на изображениях срезов мозга при условии задания ограничений на форму, размер, топологию и характеристики гладкости границы объектов.
В результате исследований, посвященных разработке стандартных и специализированных алгоритмических схем автоматизации извлечения информации из изображений выявлены базовые дескриптивные алгебры изображений (ДАИ) для описания задач анализа медицинских изображений; проведена специализация ДАИ для описания этапов алгоритмических схем анализа изображений дофаминергических нейронов и их аксонов в различных функциональных состояниях; изучены возможности применения двухмерных алгоритмов распознавания, основанных на вычислении оценок, на этапе классификации и распознавания.
При исследовании разработанных методов проведена экспериментальная оценка их точности и устойчивости сравненительно с другими современными подходами. Разработан программный продукт, предназначенный для извлечения и анализа дофаминергических нейронов на изображениях срезов мозга в области черной субстанции.
Предварительные исследования предложенных методов подтвердили адекватность выбранной модели в рамках данной задачи. Программная реализация разработанных математических методов позволит существенно ускорить исследования болезни Паркинсона за счет автоматизации наполнения преклинических моделей экспериментальными данными и автоматизации исследования моделей при помощи машинных экспериментов.
Подготавливается патентная заявка (изобретение, полезная модель) для защиты интеллектуальной собственности на разработанный метод.
Задача выделения нейронов на изображениях срезов ЧС поставлена сотрудниками Лаборатории гормональных регуляций Института биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН. Ими же были предоставлены изображения для обработки и анализа. Экспериментальная проверка разработанного метода проведена совместно.