Лаборатория «Нейротехнологии восприятия и распознавания»

Лаборатория «Нейротехнологии восприятия и распознавания»

Cовместный проект Фонда перспективных исследований и Южного федерального университета

Сегодня в мире как никогда актуальной становится проблема разработки средств быстрого обнаружения потенциально опасных веществ (в том числе взрывчатых и наркотических) в минимально детектируемых концентрациях. Общераспространённым способом их обнаружения до сих пор является использование служебных собак, обученных идентификации конкретных веществ на фоне широкого спектра других запахов, в том числе характерных для мест скопления людей. Однако, в связи с расширением трафика наркотических веществ и нарастающей опасностью террористических актов требуется увеличение числа контролируемых общественных зон, постоянное нахождение в которых служебных собак требует значительных материальных и временных затрат и не всегда целесообразно по тактическим соображениям.

При этом, высокой обонятельной чувствительностью к широкому спектру различных запахов обладают и такие животные-макросматики, как крысы, рецепторные нейроны которых содержат тысячи возобновляемых естественным путем белков-рецепторов, что позволяет им различать большое количество запахов. Именно это обстоятельство стало отправной точкой для создания на базе Южного федерального университета лаборатории ФПИ «Нейротехнологии восприятия и распознавания». Вошедшие в ее состав ученые занимаются таким перспективным направлением исследований как разработка методов и средств обнаружения потенциально опасных веществ по специфическим паттернам активности, регистрируемым в структурах обонятельного анализатора крыс.

"Основная цель нашей работы – это разработка действующего макетного образца аппаратно-программного комплекса (АПК) для обнаружения и идентификации в воздухе взрывчатых и наркотических веществ на основе анализа биоэлектрических потенциалов обонятельного анализатора крысы. Если выдвинутая нашими учеными научная гипотеза подтвердится, то работа служб, ответственных за пресечение распространения наркотиков и предотвращение террористических актов будет существенно облегчена"

 

 

Дмитрий Медведев,

руководитель лаборатории,
кандидат биологических наук

 

 

"В задачи лаборатории входит значительный объем научных исследований, которые мы должны будем провести в довольно сжатые сроки. Это и выбор структур обонятельного анализатора крыс, перспективных для создания биогибридной системы обнаружения в воздухе запахов взрывчатых и наркотических веществ, и экспериментальное определение возможности их распознавания животными во вдыхаемом воздухе, и разработка методик исследований, и создание специализированного программного обеспечения для верификации биоэлектрических ответов структур обонятельного анализатора крыс, и многое другое"

  

Валерий Кирой,

научный консультант лаборатории,
доктор биологических наук, профессор

В подтверждение правильности выдвинутой научной гипотезы свидетельствует зарубежный опыт практического использования животных-макросматиков. Так в Танзании, Мозамбике, Таиланде, Анголе и Камбодже африканских хомяковых крыс уже используют для обнаружения мин и разминирования минных полей. В Колумбии лабораторных крыс используют для обнаружения наземных мин. В полиции Нидерландов обученные крысы используются для обнаружения следов пороховой гари, а полиция Израиля в свою очередь с помощью крыс осуществляет контроль багажа в аэропортах.

"Лично для меня работа в лаборатории – это, во-первых, освоение новых знаний и получение новых навыков. Я не работала раньше с животными, я участвовала в исследованиях человека. Теперь могу сказать, что с животными очень интересно работать. Во-вторых, тема очень интересная. Я кандидат биологических наук, и сейчас в моих планах есть докторская диссертация"

 

 

 

Надежда Миняева,

старший научный сотрудник лаборатории, кандидат биологических наук

 

"Терроризм и наркотрафик представляют собой серьезную угрозу национальной безопасности как России, так и ряду сопредельных государств. Поэтому особенно важным становится поиск новых средств и методов обнаружения наркотических и взрывчатых веществ, причем таких, которые позволяли бы делать это оперативно, с высоким качеством и в сложных условиях, например, при большом скоплении людей. Полагаю, что коллеги из лаборатории двигаются в правильном направлении научного поиска, и мы рассчитываем на скорое получение конкретных результатов"

 

Александр Панфилов,

заместитель генерального директора –
руководитель направления химико-биологических и
медицинских исследований Фонда

Итогом работы лаборатории должна стать разработка демонстратора биогибридной системы для обнаружения наркотических и взрывчатых веществ по биоэлектрической активности обонятельного анализатора крыс. При этом, такая система должна позволять регистрировать паттерны нейрональной активности с требуемой точностью, быстродействием и, что немаловажно, - в течение практически приемлемого срока, сопоставимого с периодом активной жизни животного. Кроме того, АПК должен регистрировать специфические паттерны биоэлектрической активности, возникающие в структурах обонятельного анализатора в ответ на появление во вдыхаемом воздухе наркотического или взрывчатого вещества на фоне более чем 20 помеховых запахов и их комбинаций.

"Создание совместной лаборатории Фонда и ЮФУ опирается на результаты многолетних фундаментальных исследований, проводившихся в НИИ Нейрокибернетики им. А.Б. Когана, и созданную в этом институте научную школу высококлассных специалистов. Хочется выразить уверенность, что с созданием демонстратора новой технологии работа лаборатории не закончится, и впереди коллег ждет еще много научных достижений в прикладных областях"

 

 

 

Федор Арсеньев,

руководитель проекта ФПИ,
кандидат медицинских наук

 

"Мы изначально задали нашим коллегам из ЮФУ довольно высокую планку требований к конечному продукту, и они в своей деятельности стараются ей соответствовать. Фонд ожидает от сотрудников этого старейшего учреждения не только технологического прорыва, но также создания научного задела для дальнейшего развития направления биогибридных систем обнаружения и распознавания опасных веществ"

 

 

 

Анатолий Ковтун,

руководитель проектной группы Фонда, кандидат медицинских наук, доктор биологических наук, профессор

 

"Работа в лаборатории – это в первую очередь рост в профессиональном смысле. Здесь есть поле для развития и возможность воплощения своих собственных идей. Цель номер один – написание кандидатской диссертации"

 

 

 

 

Андрей Ильиных,

заместитель руководителя лаборатории

 

В настоящее время в лаборатории работают 18 сотрудников. Из них 3 имеют ученую степень доктора биологических наук, 1 – доктора технических наук, 4 – кандидата биологических наук, 2 – кандидата технических наук, 1 – кандидата философских наук. Один исследователь проходит обучение в аспирантуре. Окончание проекта намечено в 2016 году.