Кафедра МИФИ №1

• специальности: радиационная биофизика и экология, радиационная безопасность человека и окружающей среды, моделирование природных и техногенных катастроф и медицинская физика
• преподаватели и их публикации
• научные семинары (+ видео)
• научно-образовательные центры с участием кафедры

28 апреля Семинар, доклад Редько В.Г. "Когнитивная эволюция"

26 апреля В течение двух месяцев проходит в МИФИ, организованный в рамках работы НОЦа «Нейробиология, нейроинформатика и когнитивные исследования», еженедельный научный семинар, посвященный актуальным вопросам нейробиологии, нейроинформатики и когнитивных исследований. Семинар уже вышел за пределы института: свыше 100 человек приезжают на его заседания из более чем сорока различных вузов и научно-исследовательских институтов Москвы, Московской области и регионов России.

Темы докладов затрагивают исследования передового края развития современной науки о мозге, о чем ярко говорят вопросы, поднимаемые в докладах: Насколько материальны мыслительные процессы? Можно ли создать приспособления, передающие мысли человека на машинные устройства? За счет каких нейронов и систем в мозге человека и животных окружающий мир отражается в их внутренний мир? Какова роль «зеркальных» нейронов в феномене мышления и может ли их наличие говорить о сознании животных? Какова архитектура когнитивных (познавательных) процессов и их связи с работой основных нейрофизиологических систем мозга?

В своем докладе чл.-корр. РАН и РАМН Анохин  К. В. затронул вопросы, связанные с реальной на сегодняшний день возможностью декодировать мысли животных и человека и, следовательно, воздействуя на нейроны головного мозга, управлять их поведением. Например, в эксперименте с вживленными электродами в области головного мозга крысы, ответственных за обработку сенсорной информации с правых и левых вибрисс (осязательные механочувствительные длинные жёсткие усы), исследователи, сочетая раздражение одного из электродов с раздражением от третьего электрода центра удовольствия у крысы, заставляли крысу целенаправленно бежать по довольно сложному лабиринту в трехмерном пространстве, поворачивая в зависимости от активации вправо или влево. Или пример с нейронами «места». Когда крыса пробегает определенный участок пространственного лабиринта, то у неё наблюдаются разряды нейронов определённого участка головного мозга, соответствующего данному месту. При этом, не важно сама ли крыса пробегает этот участок или её можно проносить над этим участком, только нейроны, ответственные за распознавание данного места будут активированы. Но ещё более любопытным оказалось, что когда крыса добегает до конца лабиринта и получает вознаграждение кусочком еды, то у неё активируется все эти зоны в обратной последовательности, т.е. как будто мысленно животное проигрывает всю траекторию своего движения до корма в обратной последовательности.

Чл.-корр. РАН Величковский  Б. М. рассказывал про современные разрабатываемые аппаратные средства, для когнитивных (познавательных) исследований, с последующей применением знаний, полученных в экспериментальной психофизиологии, в практической сфере взаимодействия человек-технических устройств. Для примера, если в опытах с магической семеркой американского психолога Дж. Миллера было показано, что человек способен с одного раза удержать в памяти в среднем девять двоичных чисел, восемь десятичных, семь букв алфавита и пять односложных слов, а значит объём памяти ограничен не количеством самой информации, а количеством её «кусков», то в опытах Лущихиной  И. М. по восприятию глубины фразы (соотношение ветвей в структуре фразы) и её длины (количество слов) авиадиспетчерами было установлено, что если кусков больше семи, то ни восстановить части фразы, разрушенные помехами, ни схватить всю фразу целиком авиадиспетчер не мог. Технические средства, регистрирующие движения глаз, позволяют определить тип внимания: если высокоамплитудные саккады (скачки) зрачка, то это амбьентное внимание, связанное с подкорковыми структурами и заднетеменной частью мозга, ответственное за локализацию объектов в пространстве, требующего времени менее 100 мсек. Второй тип внимания — фокальное (предметное) связанно с нижневисочными и лобными областями и предназначено для идентификации отдельных предметов и требующего уже гораздо большего времени — более 250 мсек. Регистрация момента переключения амбьентной и фокальной обработки информации, имеющих разное время для обработки сенсорной информации, может быть важным в повышении безопасности транспорта и работе операторов. А шведские ученые изобрели устройство, создающее у людей иллюзию нахождения в чужом теле. В экспериментах на голову испытуемым надевали узкий шлем, подававший в глаза по отдельности стереоскопическое изображение. «Картинку» для левого и правого глаза получали две телекамеры, смонтированные на том теле, в которое предстояло «переселить душу» волонтера. Испытуемым опускали голову со шлемом вниз, как бы смотря себе под ноги. После этого включались камеры, укрепленные на голове манекена и также направленные вниз. Если синхронно прикасаться к телу человеку и манекену, то у испытуемого возникает ощущение «переселения души», он чувствовал тело манекена, как свое собственное — «тело манекена стало моим». Зависимости от пола и расы при «переселении душ» нет. Мужчин удалось переселить в женщин, женщин — в мужчин, белого — в черного.

Доктор биологических наук, профессор Балабан  П. М. посвятил свою лекцию нерешенным вопросам нейронных механизмов восприятия запахов. Оказывается, по поверхности участков коры головного мозга, ответственного за распознавание сенсорной информации, постоянно бегают синхронные уединенные волны электрической активности, наподобие сканирования. Приход сенсорной информации в эти зоны (например, в ответ на предъявление запаха цинеола в концентрации 20% наивным улиткам и особей, обученных условно-рефлекторной пищевой или оборонительной реакции на запах) вызывает изменение не только электрической активности отдельных точек поверхности коры, на которые пришел сигнал от рецепторов, но и изменение частоты и амплитуды осцилляций сканирующей волны, зарегистрированных in vitro. Такой способ распознавания сенсорной информации может быть применим к работе любой сенсорной системе. Удивительно, что структура рецепторов у всех живых организмов примерно одинакова. Примерно 10 % из 400 генов, кодирующих рецепторы человека рыбоподобно, и такие же пропорции наблюдаются у шимпанзе, собак, крыс, мышей, улиток, хотя общее количество генов, кодирующих рецепторы может возрасти до 1000. В свою очередь молекулы запаха, воздействующие на рецепторы одинаковы, что и было обнаружено, например, в сравнение половых гормонов хряка (андростенона) и мужчин (тестостерона) — они совпадали с точностью до одной спиртовой группы из 48 атомов! У женщин, которые чувствуют запах андростерона менструальный цикл в первой половине (до овуляции) уменьшается, а после овуляции увеличивается. Таким образом, андростерон хряка способен действовать на половое поведение женщин!

Все выступающие пригласили сотрудников, аспирантов, студентов МИФИ к участию в совместных работах и исследованиях в области нейробиологии, создании биологических нейронных сетей, моделированию работы головного мозга и разработке аппаратуры для проведения исследований. Огромное спасибо всем выступающим лекторам за чрезвычайно интересные доклады и особая благодарность сотрудникам и службам МИФИ, которые помогают в организации и проведение этих семинаров. Ждем всех желающих на очередных наших заседаниях. На каждом заседании ведется видеозапись, и почти все доклады вместе с презентациями в ближайшее время будут выложены на официальном сайте МИФИ на страничке виртуального лектория и на официальном сайте НОЦа «Нейробиология, нейроинформатика и когнитивные исследования».

Руководитель семинара «Нейробиология, нейроинформатика и когнитивные исследования», доцент кафедры № 1 Ушаков В.Л.

21 апреля Семинар, доклад Зворыкиной С.В., Ушакова В.Л. "Зазеркалье мозга: зеркальные нейроны и системы в мозге человека и животных"

16 апреля Семинар, доклад Анохина К.В. "Нейроны и поведение: основы создания мозго-машинных интерфейсов"

9 апреля Семинар, доклад Балабана П.М."Нейронные механизмы восприятия запахов"

2 апреля Семинар, доклад Величковского Б.М. "Современные когнитивные исследования"

26 марта Семинар, доклад Анохина К.В. "Мозг и память: нерешенные вопросы"

8 февраля В рамках конференции МИФИ-2009 по направлению Фундаментальные науки прошло заседание секции Биофизика, где студенты группы «Биофизика» кафедры № 1 «Биофизика, радиационная физика и экология» представили очень интересные научные работы, выполненные ими на высоком профессиональном уровне. Темы их исследований касались актуальнейших проблем современной биологии — метаболической инженерии и получению трансгенных клеток, репарации человеческих органов (работа выполнена на базе НИИ морфологии человека, РАМН), в которой был предложен оригинальный метод лечения нарушения повреждений костей скелета с помощью трансплантации тканеинженерной конструкции, исследование когнитивных процессов механизма работы головного мозга человека (работа была выполнена на базе Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии, РАН и НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко, РАМН), разработке подходов к изменению режима функционирования раковой клетки с помощью белков цитостатиков (работа была выполнена на базе НИИ Канцерогенеза ГУ РОНЦ им. Блохина, РАМН.

Среди экспериментальных работ хотелось бы отметить работу, выполненную на базе НИИ цитохимии и молекулярной фармакологии, в которой проводилось сравнение биоэквивалентности различных твердых лекарственных форм препаратов, и показано, что одно и тоже лечебное вещество в зависимости от его производителя существенно меняет свою эффективность. Была интересная теоретическая работа по моделированию переходных процессов энергетического метаболизма эритроцитов, выполненная на базе Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и посвященная проблемам метаболизма клеток в эволюционном их развитии. Выступление студентов и презентации их научных докладов были просто блестящими. Кратко, четко, грамотно и главное с увлечением рассказывали они о полученных результатах, что говорило о крайней заинтересованности областью их профессиональной деятельности. Ребята просто молодцы и, несмотря на то, что до диплома ещё целый год, уже сейчас они показали себя, как сформировавшиеся молодые ученые.

Руководитель направления "радиационная биофизика" - кандидат биологических наук, доцент кафедры № 1 «Биофизика, радиационная физика и экология», секретарь секции «Биофизика», куратор группы «Биофизика» кафедры № 1 Ушаков В.Л.

О теме своего доклада и учебе в МИФИ рассказала участница конференции Нестерова Оля (студентка группы Т10-01а):

Я занимаюсь изучением функционирования генов, свойств ДНК и белков на примере микроорганизмов. Считаю, что это очень интересная, увлекательная для изучения область, сравнительно молодая дисциплина, где происходит подход к различным вопросам на молекулярном уровне. Еще в школе мне были интересны физика и биология. Поэтому я выбрала кафедру № 1, где можно по специализации «Биофизика» существенно углубить свои знания о функционировании живых систем, подойти к изучению клетки с самых разных позиций, а также есть возможность все исследовать на практике.

Любые вопросы по учебной и научной деятельности кафедры вы можете задать предподавателям либо её заведующему.

Вопросы по студенческой жизни и работе сайта в любую погоду принимает её вечный студент.