Ключевые направления деятельности НИИ нейронаук
- Математическое и компьютерное моделирование нейронных систем, направленное на изучение механизмов обучения, памяти и обработки информации в мозге. Исследуются динамические процессы в нейронных сетях, включая взаимодействие нейронов, глии и внеклеточного матрикса, с применением методов нелинейной динамики и вычислительного моделирования.
- Исследование нейропластичности и функциональной организации центральной нервной системы, включая механизмы сенсомоторной активации и восстановления при различных патологиях. Разрабатываются и применяются нейроинтерфейсы, методы сенсорной модуляции и иммерсивные технологии (в том числе виртуальная реальность) для диагностики, реабилитации и коррекции нарушений функций мозга.
- Трансляционные исследования и персонализированная медицина, ориентированные на раннюю диагностику, профилактику и лечение нейродегенеративных заболеваний и когнитивных возрастных изменений. Проводится анализ мультимодальных данных пациентов (нейрофизиологических, нейровизуализационных, нейропсихологических, генетических) с использованием методов машинного обучения и искусственного интеллекта.
- Разработка и исследование нейроморфных систем, направленных на эмуляцию принципов работы биологических нейронных сетей в аппаратных и программных архитектурах. Эти исследования создают основу для развития энергоэффективного искусственного интеллекта, робототехники и когнитивных вычислений, а также сопровождаются анализом этических и социальных аспектов внедрения нейроморфных технологий.
- Нейрофизиология сна и циркадных ритмов, направленная на изучение механизмов регуляции сна и бодрствования, роли сна в процессах нейропластичности, когнитивного функционирования, эмоциональной регуляции и восстановления центральной нервной системы. Проводятся исследования архитектуры сна, нейрофизиологических маркеров нарушений сна и их связи с когнитивными, психоэмоциональными и нейродегенеративными процессами, а также разрабатываются технологии мониторинга и коррекции нарушений сна.
- Нейромаркетинг и прикладные нейроисследования поведения, направленные на изучение нейрофизиологических и биометрических механизмов восприятия, внимания, эмоциональных реакций и принятия решений человеком. Исследования основаны на применении нейрофизиологических и психофизиологических методов для оценки реакции на визуальные, аудиальные и мультимодальные стимулы и используются при разработке пользовательских интерфейсов, продуктов, сервисов и коммуникационных стратегий.
В совокупности данные направления формируют междисциплинарную научную платформу, объединяющую нейробиологию, медицину, математику, инженерные и информационные технологии, и обеспечивающую переход от фундаментальных знаний о мозге к практическим нейротехнологическим решениям.
Структура НИИ нейронаук
Разработка математических и нейросетевых моделей, описывающих динамику нейронных систем мозга, процессы обучения, памяти и обработки информации.
Методы исследования
- Моделирование нейросистем через построение многомерных систем обыкновенных дифференциальных уравнений.
- Методы нелинейной динамики и бифуркационного анализа для исследования динамических режимов функционирования сетей.
- Разработка вычислительных комплексов и симуляторов, рассчитывающих математические модели.
Руководитель
Казанцев Виктор Борисович
Заведующий лабораторией, заведующий кафедрой нейротехнологий университета Лобачевского (Нижний Новгород), доктор физико-математических наук, доцент.
E-mail: v.b.kazantsev@samsmu.ru
Исследование функциональной организации центральной нервной системы и разработка нейроинтерфейсов и сенсорных технологий для диагностики, реабилитации и восстановления функций при патологии.
Методы исследования
- электроэнцефалография (ЭЭГ);
- мультимодальные вызванные потенциалы;
- транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС);
- ближняя инфракрасная спектроскопия (БИКС);
- функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ).
Руководитель
Пятин Василий Фёдорович
Заведующий лабораторией, доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки Самарской области.
E-mail: v.f.pyatin@samsmu.ru
Разработка персонализированных подходов к диагностике, профилактике и лечению нейродегенеративных и когнитивных нарушений на основе анализа данных пациентов и трансляционных исследований.
Методы исследования
- спектральный и временно-частотный анализ нейрофизиологических данных;
- применение методов машинного обучения и искусственного интеллекта;
- кластеризация и персонализированное моделирование нейрофизиологических профилей;
- выявление биомаркеров когнитивных и нейродегенеративных нарушений.
Руководитель
Широлапов Игорь Викторович
Заведующий лабораторией, кандидат медицинских наук, доцент.
E-mail: i.v.shirolapov@samsmu.ru
Исследование и разработка нейроморфных систем, основанных на принципах функционирования биологических нейронных сетей, для применения в искусственном интеллекте, робототехнике и когнитивных вычислениях.
Методы исследования
- исследование нейробиологического дизайна для разработки нейроморфных архитектур;
- создание инфраструктуры для междисциплинарного сотрудничества с целью создания целостного подхода к разработке нейроморфных систем;
- экспериментальная валидация;
- математическое моделирование;
- исследование этических и социальных последствий внедрения нейроморфных технологий;
- создание инфраструктуры для непрерывного обучения в нейроморфных системах;
- бенчмаркинг и сравнительные исследования производительности нейроморфных систем с традиционными архитектурами.
Руководитель
Романчук Наталья Петровна
Заведующий лабораторией, кандидат медицинских наук, доцент.
E-mail: n.p.romanchuk@samsmu.ru
Опыт проведения НИОКТР
- Разработка аппаратно-программного комплекса для ранней диагностики травматического повреждения головного мозга.
- Разработка аппаратно-программного комплекса для медицинской и социально-бытовой реабилитации пациентов методами эрготерапии на основе виртуальной реальности с использованием нейронных сетей и тактильной обратной связи.
- Разработка реабилитационного комплекса для двигательной реабилитации с использованием мультисенсорной биологической обратной связи и способа персонификации его применения на основе объективного контроля нейропластичности коры головного мозга.
Публикации
Возможные форматы сотрудничества с НИИ нейронаук
НИИ нейронаук открыт к сотрудничеству с научными и образовательными организациями, медицинскими учреждениями, индустриальными партнерами, бизнесом и государственными структурами.
Институт реализует как инициативные, так и заказные исследования, ориентированные на решение прикладных задач:
- научно-исследовательские работы (НИР);
- контрактные исследования и научная экспертиза;
- нейрофизиологические исследования (ЭЭГ, ЭМГ, ТМС, БИКС);
- нейромаркетинговые исследования;
- анализ больших данных и ИИ-решения;
- клинические и трансляционные исследования;
- образовательные и научно-методические программы;
- индустриальные и корпоративные партнерства.
Гибкий подход к сотрудничеству позволяет адаптировать состав и глубину исследований под задачи партнера, обеспечивая научную обоснованность, практическую применимость и высокое качество результатов.
По вопросам проведения НИР отправьте заполненную форму заявки на электронную почту e.p.bubnova@samsmu.ru
Приглашенные профессора
