НЖ1.3-09-06-07 Мультиэлектродные нейроматрицы для мониторинга и регуляции активности нейронов in vitro и in vivo.

Постановка задачи

Разработать устройства электрофизиологической регистрации и стимуляции нервных клеток in vitro и in vivo, основанные на мультиэлетродных матрицах, интегрированных на подложке микро/нано электродов (нейроматрицы). Нейроматрицы должны быть предназначены для мониторинга электрической активности сети клеток одновременно по большому числу внеклеточных отведений.

Создаваемые нейроматрицы обеспечат высокое пространственное и временное разрешение регистрации электрической активности in vitro и in vivo, что в сочетании с неинвазивностью, простотой использования как с проводными, так и с беспроводными системами сбора данных, станет эффективным инструментом в доклиническом тестировании воздействия лекарственных препаратов на активность нервных клеток. Возможность подачи электрической стимуляции по различным микроэлектродам разрабатываемых нейроматриц позволит применять их для воздействия на мозг, в частности, в системах биологической обратной связи для задач исследования памяти и обучения. Матрицы различной степени интеграции с живыми тканями, различного пространственного расположения и типа используемых электродов (планарный, нитевидный) будут способны детектировать сигналы нервных клеток центральной и периферической нервной системы. Это обеспечит возможность использования нейроинтерфейсов в задачах клинического экзопротезирования, а также в ряде когнитивных исследований. Основной отличительной особенностью матриц от аналогов будет использование нанокомпозитных материалов с возможностью применения конфигураций под широкий круг задач. 

Бюджет: внебюджет 12 млн. руб., что составляет 21, 052 % от общей стоимости проекта

Ожидаемый эффект

  • использование в доклиническом тестировании воздействия на нервную систему потенциальных лекарственных препаратов и токсикологическом анализе.
  • использование в разрабатываемых роботизированных комплексах экзопротезирования с нейроинтеграцией, а также при разработке нейроимплантируемых чипов.
  • аппаратно-программные решения на основе нейроматриц in vivo будут использоваться  в системах биологической обратной связи с нейроинтеграцией

Индустриальные партнеры 

  • [ООО "БиоВитрум"] (http://www.biovitrum.ru/), г. Санкт-Петербург - компания занимается разработкой медицинского и лабораторного оборудования, а также комплектующих и расходных материалов
  • [НТЦ "Модуль"] (http://www.module.ru/), г. Москва - компания занимается прикладными исследованиями в области распознавания образов и разработкой аппаратных средств цифровой обработки сигналов и изображений и построении на их основе функционально законченных вычислительных комплексов, является разработчиком серии микропроцессоров НейроМатрикс ( NeuroMatrix).
  • [ОАО НПЦ "ЭЛВИС"] (http://multicore.ru/), г. Зеленоград - компания разрабатывает и производит микропроцессоры серии «Мультикор».
  • [ОАО "Ангстрем"](http://www.angstrem.ru/), г. Зеленоград - компания разрабатывает интегральные схемы
  • [ЗАО "МЦСТ"](http://www.mcst.ru/), г. Москва - компания разрабатывает универсальные микропроцессоры, микроконтроллеры и управляющие вычислительные комплексы
  • ·[ОАО «НИИМЭ и Микрон»](http://www.mikron.ru/), г. Москва - компания разрабатывает интегральные схемы

Публикации

Кто может участвовать в конкурсе?

1) ННГУ им. Н.И. Лобачевского (Казанцев В.Б., д.ф-м.н., зав. каф. нейродинамики и нейробиологии, ср. импакт 2.46)

Защита ИС

  • Пимашкин А.С., Корягина Е.А., Гладков А.А., Мухина И.В., Казанцев В.Б. Свидетельство о регистрации программы ЭВМ "Программа автоматической регистрации сигналов (NLearn)", Свидетельство о государственной регистрации No.2012611934 от 20 февраля 2012
  • Кастальский, Симонов, Пимашкин, Казанцев. Свидетельство о государственной регистрации программы ЭВМ "Программа моделирования ассоциативной памяти с автоматической селекцией путей распространения сигналов", Свидетельство о государственной регистрации No.2012611934 от 20 февраля 2012 No.2012661043 от 5 декабря 2012 г.

Опыт выполнения работ

  • Адаптивное управление и синхронизация живых нейронов мозга на мультиэлектродной матрице: теория и эксперимент (2012 - 2013) ФЦП 3,07 млн.руб. (http://xpir.fcntp.ru/nti/contractinfo/corebofs000080000jitie41k03ljsq0)
  • Разработка методов и моделей мониторинга, стимуляции и обучения живых нейронов мозга на мультиэлектродных подложках (2012 - 2013) ФЦП 2,49 млн.руб. \(http://xpir.fcntp.ru/nti/contractinfo/corebofs000080000jikjid744ta1hms)
  • Разработка мозгоподобных информационных систем (нейроаниматов) на основе обучающихся нейрональных культур на мультиэлектродных матрицах (2011 - 2012) РФФИ 1 млн.руб. (http://www.rfbr.ru/rffi/ru/project_search/o_44590)
  • Создание макетов физиологических микросенсорных систем на основе нервных клеток, культивируемых на мультиэлектродных матрицах (2011 - 2012) ФЦП 4,8 млн.руб. (http://xpir.fcntp.ru/nti/contractinfo/corebofs000080000is3npr43qhl8rv0)
  • Динамика развития нейронных сетей в культуре диссоциированых клеток гиппокампа при длительном культивировании на мультиэлектродной системе MED64 (2009 - 2011) Ведомственные целевые программы 3 млн.руб.
  • Разработка методов оптического и мультиэлектродного мониторинга паттернов активности мозга при формировании, развитии и обучении нейронных сетей, управляющих поведенческими функциями нейроаниматов (2009-2010) РФФИ 3,3 млн.руб. (http://www.rfbr.ru/rffi/ru/project_search/o_344357)

2)  НЦ Неврологии РАН (Хаспеков Л.Г., д.б.н., руководитель лаборатории Экспериментальной нейроцитологии, ср. импакт 0.779)

Защита ИС

Опыт выполнения работ

  • ФЦП № 14-04-01263 "Клеточные и молекулярные механизмы постишемического эпилептогенеза" (2014-2016 г.г.)   4,8 млн.руб.

3) ФГБУВПО Санкт-Петербургский Академический университет – научно-образовательный центр нанотехнологий Российской академии наук (Дубина М.В., д.м.н., член-корр РАН, первый проректор по научной работе Санкт-Петербургского Академического университета, зав. лаб. нанобиотехнологий, ср. импакт 3.3)

Опыт выполнения работ

Дополнительные материалы

1) 2014-05-05-22705

2) Проект Лота

3) Презентация полная для представления на Экспертной группе 

4) Мини-презентация для НКС

Инициатор

Герасимова С.А., [[адрес эл. почты скрыт]]

Ссылка

Предложите свои аргументы в пользу или против этого проекта

  • Один аргумент должен содержать один обосновывающий довод. Например, если Вас не устраивает (а) формулировка темы проекта, и (б) Вы считаете, что указанные публикации не имеют отношения к теме проекта, то это два отдельных аргумента «против».
  • Аргумент НЕ должен содержать: вопросы; мнение об аргументе другого участника; одобрение/неодобрение тематики по иным критериям, кроме того, что результаты можно опубликовать в высокорейтинговом журнале. Аргументы желательно подтверждать ссылками на статьи.

Аргументы ЗА 0

На данный момент аргументов нет

Аргументы ПРОТИВ 0

На данный момент аргументов нет