АБИТУРИЕНТУ   СТУДЕНТУ   ВЫПУСКНИКУ   СОТРУДНИКУ   РАСПИСАНИЯ


БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

ГЛАВНАЯ
НАШ ФАКУЛЬТЕТ
ПОСТУПЛЕНИЕ
ПЕРЕВОД И ВОССТАНОВЛЕНИЕ
ОБРАЗОВАНИЕ
Учебно-методическая комиссия
Бакалавриат
Магистратура
Аннотации элективных дисциплин
Аспирантура
Докторантура
Выпускникам 2017
Конкурсы и стипендии
Соц. пакет студента
Вопросы по справкам и документам
НАУКА
ЭТИЧЕСКИЙ КОМИТЕТ
ШКОЛЬНИКАМ И УЧИТЕЛЯМ
СТУДСОВЕТ
БИБЛИОТЕКА
ЭКСПЕРТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
САЧОК
БЛОГ
ТРУДОУСТРОЙСТВО
АДМИНИСТРАЦИЯ
СВЕДЕНИЯ О СПбГУ
ЗЕЛЕНЫЙ КАМПУС

Авторизация
Запомнить меня на этом компьютере
  Забыли свой пароль?
 

Главная / Образование / Магистратура

Магистерские дипломы




Смирнова Елена Юрьевна

Квалификационная работа магистра: "Изучение спайковой активности нейронов с помощью динамического пэтч-клампа и моделей типа Ходжкина-Хаксли"

Аннотация: Нейрон получает внешний сигнал в местах электрического или химического контакта с другими нейронами. При этом ответ зависит не только от силы стимула, но и от способности мембраны нейрона воспринять внешний сигнал в каждый момент времени. Эта способность мембраны характеризуется параметром проводимости. В зависимости от типа контакта даны названия «проводимость электрического контакта» и «синаптическая проводимость». Настоящая магистерская диссертация посвящена исследованию влияния этих проводимостей на поведение нейрона, которое представляет интерес в связи с необходимостью охарактеризовать и воспроизвести экспериментально физиологически достоверный стимул. На модели нейрона Ходжкина-Хаксли было обнаружено, что область ненулевого ответа на плоскости параметров синаптического тока и проводимости имеет форму «языка», однако такое свойство требует экспериментального подтверждения и биофизически точного объяснения. В ходе настоящей магистерской работы решались следующие задачи: 1) методом динамического пэтч-клампа, позволяющим строить потенциал-зависимую стимуляцию, проверить, действительно ли область ненулевого ответа нейрона на плоскости параметров имеет форму «языка»; 2) подобрать математическую модель нейрона, «язык» которой качественно и количественно соответствует экспериментально построенному; 3) методом численного моделирования системы двух распределенных нейронов типа Ходжкина-Хаксли, связанных электрически, проследить зависимость корреляции спайковых паттернов двух нейронов от величины проводимости электрической связи. В работе было продемонстрировано влияние синаптической проводимости на частотно-токовую характеристику нейрона: на плоскости управляющих параметров суммарного синаптического тока и суммарной синаптической проводимости область генерации спайков действительно имеет форму «языка». Составлен и реализован алгоритм подбора модели нейрона по экспериментальным данным динамического пэтч-клампа. Построенная математическая модель нейрона показала хорошее качественное и количественное соответствие реальному нейрону. Продемонстрировано, что при наличии синцитиальной связи между двумя нейронами возбуждение переходит от одного нейрона к другому, повышается порог возбуждения, степень синхронизации нейронов зависит от проводимости синцитиальной связи.

Направление: Биология

Кафедра: Высшей Нервной Деятельности и Психофизиологии

Научный руководитель: Чижов, А. В.

Дата защиты: 22-01-2011

Отзыв о магистранте: Елена Смирнова (на данный момент студентка второго курса магистратуры СПбГУ) пришла в Физико-технический институт им. Иоффе (в августе 2007 года) уже с некоторым опытом работы в экспериментальной лаборатории, публикациями и с твердым желанием заниматься нейробиологией. Показав себя полезным сотрудником, Елена Смирнова была зачислена в штат ФТИ с ноября 2007 года в должности лаборанта. В 2009-м году была успешно защищена бакалаврская работа в СПбГПУ, выполненная во ФТИ, и Смирновой была присуждены степень бакалавра физики. Тема магистерской работы Смирновой Елены - «Изучение спайковой активности нейронов с помощью динамического пэтч-клампа и моделей типа Ходжкина-Хаксли». В 2010 г. Елена решила поставленную задачу, состоящую в определении методом численного моделирования системы двух распределенных нейронов типа Ходжкина-Хаксли, связанных электрически, зависимости корреляции спайковых паттернов двух нейронов от величины проводимости электрической связи. Освоила метод динамического пэтч-клампа, собрала до рабочего состояния установку внутриклеточной регистрации активности нейрона в СПбГУ, занималась обработкой средствами математического моделирования данных проведенных экспериментов. Основные результаты работы последних двух лет изложены в двенадцати печатных работах. Результаты включенных в диссертацию исследований докладывались на международной школе PENS Spring School “Models in neuroscience: turning experiments into knowledge” (Санкт-Петербург, 2008), 14-ой международной школе-конференции молодых ученых (Пущино, 2010), на семинарах сектора численного моделирования ФТИ им. А.Ф. Иоффе, на XII всероссийской научно-технической конференции "Нейроинформатика-2010" (Москва, 2010), XIII всероссийской научно-технической конференции "Нейроинформатика-2011" (Москва, 2011), «Network interactions» Riken BSI SS-2010 (Tokyo, Japan), «Neuroscience-2010» Tohoku Neuroscience Global COE Summer Retreat (Sendai, Japan). Таким образом, все вышесказанное дает возможность оценить представленную работу на «отлично». Елена показала себя ответственным и самостоятельным исследователем, поэтому она достойна присуждения степени магистра. Считаю, что Смирнова несомненно заслуживает и рекомендации в аспирантуру.

Рецензент: Большаков К. В., кандидат биологических наук

Рецензия: Работа посвящена математическому моделированию частотных характеристик ответов нейронов в зависимости от управляющих параметров синаптических токов и проводимостей. Сразу следует оговориться, что работа носит в большей степени биофизический характер и довольно тяжело оказывается искать физиологический смысл изучаемых величин, а также их применимость к работе нервной ткани. Работа выполнена на базе сектора численного моделирования Физико-технического института РАН. Работа построена по традиционному принципу и состоит из аннотации, введения, обзора литературы, методов, результатов, выводов, списка литературы. В работе четко обозначены ее цели. Обзор литературы, на мой взгляд, немного скуден (всего 18 источников). Преимущественно он посвящен математическому описанию нейрона и мало затрагивает физиологический смысл описываемых величин. В тексте встречается много жаргонных выражений или незаконченных мыслей, таких как «физиологически достоверный стимул» (стр. 3 аннотации), «зависимость корреляции спайковых паттернов» там же, «Остается актуальным научный подход вычленения независимой в известном приближении подсистемы с целью выявления механизмов функционирования», стр.4 введения, «вооружаться электрофизиологическими методами», стр.8, «Так, попытаться построить «языки» других типов нейронов, найти причины количественного несогласия и попытаться их устранить, определить причинно-следственные связи физиологических характеристик нейрона и особенностей его «языка» - стало задачами магистерской работы.», стр.11 и т.д. Из замечаний к этой части работы следует упомянуть о необходимости расшифровки всех величин приводимых уравнений, делать названия приводимых рисунков. Как было отмечено, следует более детально описывать физиологический смысл математических уравнений. Так уже в уравнении 2 непонятно, почему в случае описания возбуждающих и тормозных токов используется ЭДС для калиевых каналов. Не вполне понятно, почему автор предлагает различать синцитиальную связь и электрические контакты по типу gap junction. Полученные выводы соответствуют поставленным задачам, но хотелось бы, чтобы автор уделил большее внимание физиологическому смыслу измеряемых величин. На мой взгляд, было бы очень полезно имитировать синаптическую активность и попытаться сравнить, например, параметры активности и кинетики действия фармакологических препаратов, применяемых, в том числе, в клинике. Так, например, описание блокады глутаматных рецепторов НМДА типа в условиях фиксации потенциала описывает далеко не все экспериментальные факты, особенно, если учесть их блокаду ионами магния при отрицательных потенциалах. Динамический кламп в таких случаях мог бы дать большее приближение электрической регистрации к нативным условиям. Подводя итог, хотелось бы отметить, что приводимые недостатки и замечания проистекают из скорее новизны примененного автором подхода, сочетающего электрофизиологическую регистрацию и математическое моделирование величины управляющего тока. Данная методика является еще совсем новой и требует понимания собственных ограничений, которое будет возможно только по накоплению достаточного количества экспериментальных данных. После обсуждения изложенных замечаний с автором, большая часть замечаний была устранена и внесены изменения в текст.

Оценка: 5

Аннотации квалификационных работ магистров выпуска 2011г.

Аннотации квалификационных работ магистров выпуска 2012г.

Аннотации квалификационных работ магистров выпуска 2013г.

Аннотации квалификационных работ магистров выпуска 2014г.

Аннотации квалификационных работ магистров выпуска 2015г.

Аннотации квалификационных работ магистров выпуска 2016г.


контакты       карта сайта      почтовый сервер       управление      поддержка

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9
© Санкт-Петербургский государственный университет, 2006-2017