Описание проекта

В современной практике не предоставляется возможным организация хирургического вмешательства, тестирования новых лекарственных средств, оценка токсикологического эффекта без клинических испытаний. Одним из этапов этого процесса являются доклинические испытания, которые базируются на оценки когнитивных характеристик. Изучение поведения и  когнитивных функций достаточно сложны за счет временных трудозатрат сотрудников и интерпретации результатов. Для того, чтобы работа исследовательская группа имела конкурентоспособность, последние вынуждены приобретать несколько различных установок или разрабатывать собственные решения. Все это ведет к дополнительному расходованию бюджетных средств, а также, в случае самостоятельно разработки, к уменьшению субъективного фактора оценки когнитивных характеристик и влияния исследователя на результаты исследования. В последнем случае у отсутствует возможность проверить достоверность полученных данных, что может свидетельствовать о снижении информативности исследования. Все это оказывает прямое влияние на результаты фундаментальных исследований и их вес в мировом научном сообществе. 

Новизна предлагаемых в инновационном проекте решений: В настоящее время наиболее популярными в исследованиях поведения является оценка ориентировочно-исследовательского поведения, Анксиолитическую активность, антидепрессивну активность, условный рефлекс пассивного избегания, условный рефлекс активного избегания, экстраполяционное избавление, оценка пищедобывающего рефлекса и неврологического дефицита. На данный момент в лабораторной и экспериментальной практике активно используются классические методы и протоколы, подтвержденные многолетними экспериментами. Непосредственно все они выполняются в классических экспериментальных установках, например “открытое поле”, “лабиринт Мориса” и прочих других. Однако, представленные на рынке установки являются узкоспециализированными, что вынуждает конечного потребителя приобретать несколько различных изделий. С повышением требований к организации и проведению исследований, что отражается в требованиях к организации и проведению клинических и доклинических испытаний в РФ и в зарубежной практике (ст. 1 ФЗ «О животном мире» от 24.04.1994 № 52-ФЗ (далее ФЗ-52), СП 2.2.1.3218-14 «Санитарноэпидемиологические требования к устройству, оборудованию и содержанию экспериментальнобиологических клиник (вивариев)», Решение Совета Евразийской экономической комиссии «Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики Евразийского экономического союза в сфере обращения лекарственных средств» от 03.11.2016 г. № 18), работа исследователя стандартизируется и то же время усложняется. Представляемый проект решает технический барьер за счет применения: современных методов машинного зрения, комбинированного с роботизированным комплексом, динамически меняющего свойства поведенческой установки: трек животного, методы позитивного и негативного подкрепления, устранение внешних стрессогенных и отвлекающих факторов, таких как влияние исследователя, освещение, запахи и т.д. Таким образом достигается стандартизация и повторяемость проведения исследования, что является ключом моментом в оценке влияния хирургического вмешательства, тестирования новых лекарственных средств на основе фармакологических препаратов, биологически-активных веществ, в том числе при оценке токсикологического эффекта. Предоставление конечному потребителю программный комплекс режима "Конструктор протоколов эксперимента", режимов фиксации и интерпретации регистрируемых характеристик, что снижает человеко-часы на организацию и проведение исследований, стандартизирует экспериментальную часть.

Способы и методы решения поставленных задач НИОКР: 

В целях решения поставленных задач планируются следующий перечень работ: 

1. Разработка программного обеспечения для проектирования протокола эксперимента, выполненного виде “Конструктор протокола эксперимента” 

2. Разработка модуля анализа и интерпретации данных эксперимента; 

3. Увеличение функционала текущей версии роботизированного комплекса; 

4. Создание универсальной системы для видеофиксации оценки когнитивных характеристик; 

5. Исключение влияния внешних факторов за счет применения современных материалов с избирательной светопроницаемостью и методов интеллектуального положительного и отрицательного подкрепления животного в виде свето-шумо-кормовой форме;

Задел по тематике проекта: 

Разработан прототип универсальной научно-исследовательской установки для автоматизированного проведения когнитивных исследований. Прототип оснащен роботизированным комплексом для внесения стимулирующих факторов (100 единиц) в среду эксперимента, комплекса автоматического модифицирования лабиринта в соответствии с внесенным протоколом эксперимента, программным комплексом для оценки глубины памяти исследуемого животного. 

Сформировано комплексное решение по минимизации внешних факторов на экспериментальный процесс представленное в виде создания контролируемой замкнутой среды. Для минимизации влияния сторонних факторов конструкция аппаратной части выполнена из светопропускающего материала, таким образом, чтобы спектр пропускания соответствовал ближнему инфракрасному диапазону. Причем в пространстве установки организован вертикальный световой поток и, тем самым, позволяющий сформировать сфокусированную тень от животного на верней крышке установки. Данная тень регистрируется и при помощи протоколов машинного зрения производится автоматизированный анализ когнитивных характеристик. 

Интеллектуальная собственность: 

1. Устройство для автоматизированного проведения когнитивных исследований. Регистрационный № W21016271 от 23.03.2021 уведомление о положительном результате формальной экспертизы № 2021107513/10(016271) от 28.04.2021. 

2. Решение о выдаче патента на полезную модель  "Устройство для автоматизированного проведения когнитивных исследований " от 25.05.2021

3. Св. ПрЭВМ № 2020616679 РФ. Программа для изучения глубины памяти у мелких лабораторных животных: Артеменко А.Ф. Бондарь А.В. Ленда Е.Г. и правообладатель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет». - №2020615785: заявл. 18.06.2020: опубл. 22.06.2020;

Пульс