Научный руководитель:
доктор физико-математических наук,
доцент

Марина Вячеславовна Сысоева

 

Направления исследований

• Разработка радиофизических моделей нейроподобной активности от отдельных нейронов до подсистем мозга;
• Реконструкция математических моделей и идентификация систем — уравнений нейронов, нейроосцилляторов, генераторов нейроподобной активности по экспериментальным сигналам мозга;
• Выявление направленных взаимодействий в мозге методами нелинейной динамики и теории информации по экспериментальным данным.

Грантовое финансирование последних лет

• «Построение математической модели физиологических состояний таламокортикальной системы головного мозга», грант РНФ, проект №25-25-00219, 2025-2026, руководитель Сысоева М.В.
• «Динамика взаимодействий в головном мозге при развитии приступов лимбической эпилепсии», грант для ведущих учёных на открытие аспирантских позиций от научного центра «Идея», 2025-2029, руководитель Сысоева М.В., аспирант Капустников А.А.

Научные достижения последних лет

• Разработаны адаптированные методы анализа связанности подсистем мозга человека и животных, подстраивающиеся под временные и частотные особенности конкретных экспериментальных данных.
• Изучены механизмы перезапусков абсансных разрядов. Изучены механизмы протекания абсансных и лимбических разрядов на фоне введения лекарственных препаратов – лигандов (агонистов и антагонистов) эндоканнабиноидных рецепторов. Произведён анализ переключений между нормальными состояниями мозга сон – бодрствование и переключений на эпилептиформную активность из нормальных состояний.
• Для тестирования разработанных методов анализа связанности и для лучшего понимания механизмов функционирования мозга при нормальной и патологической активности построены феноменологические модели таламокортикальной системы мозга: математическая динамическая мезомасштабная, радиотехническая имитационная, радиотехническая натурная. Доработана радиотехническая схема отдельного нейрона ФитцХью-Нагумо и создана радиотехническая схема синапса, проведено исследования поведения двух связанных через синапсы радиотехнических нейронов. На основе полученных результатов реализована радиотехническая имитационная модель кольцевого генератора нейроподобной активности с перестраиваемой частотой, моделирующего генератор центрального ритма в гиппокампе при лимбической эпилепсии. Создана и исследована радиотехническая натурная модель такого генератора.
• Разработаны метод реконструкции параметров отдельного нейроноподобного осциллятора и метод реконструкции архитектуры связей в ансамбле связанных нейроноподобных осцилляторов без внешнего воздействия и под внешним воздействием, моделируемых системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).
• Показана универсальность переходных процессов в сетях нейроосцилляторов, моделирующих таламокортикальную систему вне зависимости от типа уравнений для отдельного узла (нейроны ФитцХью-Нагумо, Моррис-Лекара и Ходжкина-Хаксли). Построен генератор центрального ритма в гиппокампе при лимбической эпилепсии на основе спициализированных нейронов Ходжкина-Хаксли.

Основные научные публикации за последние годы

• Егоров Н.М., Сысоева М.В., Пономаренко В.И., Корнилов М.В., Сысоев И.В. Кольцевой генератор нейроподобной активности с перестраиваемой частотой. Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2023. T.31(1). С.103-120. DOI: 10.18500/0869-6632-003025. (RSCI; WOS:000928191000008; Scopus: 2-s2.0-85147306481; Q3)
• Sysoeva M.V., Kuznetsova G.D., Sysoev I.V., Ngomba R.T., Vinogradova L.V., Grishchenko A.A., van Rijn C.M., van Luijtelaar G. Network analysis reveals a role of the hippocampus in absence seizures: The effects of a cannabinoid agonist. Epilepsy Research. 2023. V. 192. 107135. DOI: 10.1016/j.eplepsyres.2023.107135. (WOS:000979749600001; Scopus:2-s2.0-85151572722; Q2)
• Medvedeva T.M., Sysoeva M.V., Sysoev I.V., Vinogradova L.V. Intracortical functional connectivity dynamics induced by reflex seizures. Experimental Neurology. 2023. V. 368, 114480. DOI: 10.1016/j.expneurol.2023.114480. (WOS:001043162300001; Scopus:2-s2.0-85166023188; Q1)
• Dolinina A.Yu., Sysoeva M.V., van Rijn C.M., Sysoev I.V. Frequency Synchronization Reveals that Spike-Wave Discharges in WAG/RIJ rats are Significantly Nonlinear Phenomenon. Journal of Biological Systems. 2024. V.32(1). P.239-250. DOI: 10.1142/S0218339024500098. (WOS:001141862000002; Scopus: 2-s2.0-85182561480; Q2)
• Kapustnikov A.A., Sysoeva M.V., Sysoev I.V. Universal Transient Dynamics in Oscillatory Network Models of Epileptic Seizures. Regular and Chaotic Dynamics. 2024. V.29(1). P.190-204. DOI: 10.1134/S156035472401012X. (WOS:001180406800002; Scopus: 2-s2.0-85187164580; Q2)
• Egorov N.M., Sysoeva M.V., Kornilov M.V.,·Ponomarenko V.I., Sysoev I.V. Hardware implementation of the ring generator with tunable frequency based on electronic neurons. Nonlinear Dynamics. 2024. DOI: 10.1007/s11071-024-09671-z. (WOS:001230122400005; Scopus: 2-s2.0-85193998128; Q1)
• Корнилов М.В., Капустников А.А., Созонов Е.А., Сысоева М.В., Сысоев И.В. Режимы синхронизации в кольце нейронов гиппокампа грызунов при лимбической эпилепсии. Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2024. T. 32, № 3. С. 357-375. DOI: 10.18500/0869-6632-003113. (WOS:001254090800006; 2-s2.0-85196397015; Q3)