Грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских учёных - кандидатов наук МК-2325.2021.1.2

Грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских учёных - кандидатов наук МК-2325.2021.1.2
Название гранта
Грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских учёных - кандидатов наук МК-2325.2021.1.2
Руководитель
Боровкова Екатерина Игоревна – к.ф.-м.н., доцент кафедры динамического моделирования и биомедицинской инженерии СГУ
Наименование темы научного исследования
Динамика структуры направленных связей при анализе сверхмедленных колебаний потенциала электроэнцефалограмм и сигналов сердечно-сосудистой системы обусловленная возрастными изменениями во сне и во время бодрствования

Цель: Фундаментальное исследование динамики нелинейного взаимодействия структур головного мозга, элементов вегетативного контроля кровообращения и процесса дыхания в различных стадиях сна по мере старения организма по сверхмедленным колебаниям потенциала (частота ниже 0.5 Гц) электроэнцефалограммы, сигналу вариабельности сердечного ритма и дыхания, а также создание на основе полученных фундаментальных результатов методики оценки биомаркеров интегрального состояния элементов вегетативной системы регуляции сердечно-сосудистой системы, обусловленного возрастными изменениями и реализация разработанной методики в виде прикладного программного обеспечения.

Ожидаемые результаты: Будут разработаны и реализованы в виде прикладной программы индексы-биомаркеры для интегральной оценки влияния возрастных изменений на состояние кровообращения и нервной системы по сигналам электроэнцефалограммы, электрокардиограммы и дыхания

Новизна: Научная новизна исследования заключается с одной стороны в использовании новых, разработанных нами подходов к анализу коллективной динамики контуров автономного контроля кровообращения и процесса дыхания, основанных на анализе степени их фазовой синхронизации [Kiselev AR et al. Scientific Reports 2020 10:2118. Karavaev AS et al. CHAOS 2009 19:033112.], а также синхронизации и направленных связей между этими контурами и структурами головного мозга с помощью метода моделирования фазовой динамики [Karavaev AS et al. Chaos 2018 28:081102. Karavaev AS et al. Cybernetics and Physics Journal 2019 8(3):128-131.]. В перечисленных работах факт наличия связей и в некоторые моменты времени фазовой синхронизации перечисленных процессов и структур был впервые показан, и были предложены методики количественной оценки соответствующих индексов. С другой стороны в ходе формирования научного задела были впервые выявлены корреляции значений данных индексов с возрастом испытуемых и факт изменения значений в различных стадиях сна. Таким образом, комбинация новых разработанных и развиваемых нами подходов с предварительными результатами, свидетельствующими о перспективности анализа индивидуальной динамики и взаимодействия элементов автономного контроля, вегетативных центров, расположенных в головном мозге и процесса дыхания, в данном проекте позволит выработать новые индексы-биомаркеры, рассчитываемые по неинвазивно регистрируемым временным рядам и характеризующие интегральное состояние организма в процессе его старения.