Достижения учёных Ленинградской области: «Постнатальное развитие зрительной системы анализа движения».

Михалкин Александр Александрович — молодой учёный Ленинградской области, научный сотрудник ФГБУ институт физиологии имени Павлова РАН.

Александр принял участие в конкурсе на премию Губернатора Ленинградской области для молодых ученых за лучшую научно-исследовательскую работу в 2020 году. Тема его научно-исследовательской работы: «Постнатальное развитие зрительной системы анализа движения».

 

«Учился на биологическом факультете Российского Государственного Педагогического Университета им. А.И. Герцена. На третьем курсе предстояло выбрать тему курсовой работы, посетив несколько лабораторий в разных исследовательских институтах. Ознакомившись с темами их работы, я нашёл наиболее интересными для меня исследования развития зрительного восприятия и связанных с ним нарушений, проводимые Меркульевой Натальей Сергеевной в лаборатории нейроморфологии Института физиологии им. И.П. Павлова РАН. Вполне вероятно, что такой выбор связан с тем, что у меня самого зрение не идеальное, а тут представилась возможность разобраться в причинах своей особенности и даже внести вклад в поиск решений для её коррекции. В процессе выполнения курсовых и дипломной работы я оценил привлекательность научной работы как таковой, понял, что получение новых знаний приносит удовлетворение жизнью. Углубившись в тематику лаборатории, убедился в правильности выбранного направления работы, и по выпуску из Университета продолжил работать в лаборатории нейроморфологии».

Александр рассказал нам в чем специфика и уникальность его проекта и какой вклад в развитие науки в Ленинградской области он может внести: «Научно-исследовательская работа посвящена вопросам развития зрительного восприятия, а именно, восприятия движущихся объектов. За этот аспект отвечает особая подсистема зрения, называемая у приматов Магно-каналом. При ряде функциональных расстройств нервной системы Магно-канал страдает одним из первых, что делает изучение особенностей его постнатального развития и пластичности (т.е. способности модифицироваться под действием внешних и внутренних факторов) одной из актуальных задач современной физиологии. С помощью молекулярного маркёра нейронов, составляющих Магно-канал, мы исследовали особенности организации и развитие его таламического уровня (таламус – промежуточное звено передачи зрительной информации между сетчаткой и корой головного мозга). В результате было показано: нейроны в составе системы распознавания движения созревают неравномерно, что определяется их положением в определённой зоне таламуса. Это позволяет предполагать наличие особых подканалов в составе Магно-канала. Работа носит фундаментальный характер. Понимание многокомпонентности и гетерохронности созревания зрительной системы является обязательным для разработки способов её коррекции. Наша работа описывает очерёдность созревания разных элементов зрительной системы, в том числе – канала распознавания движения. Поскольку разные части зрительной системы созревают неравномерно, то и возможные точки воздействия на них различаются. Таким образом закладываются основы для новых эффективных методик коррекции зрительной функции. Кроме того, работа дополняет понимание работы зрительной системы и в совокупности с другими данными может быть использована для построения бионических систем искусственного зрения. Таким образом, проводимые нами исследования важны не только для фундаментальной физиологии, но могут быть использованы также в робототехнике и медицине».

Поддержка представленной работы конкурсной комиссией даёт приятное понимание пользы собственного труда. Кроме того, подача заявки совершенствует профессиональные навыки, позволяет переосмыслить проделанную работу. Сама премия является прекрасным подспорьем для дальнейшего профессионального роста.

Какими качествами и навыками должен обладать ученый?

«На процесс исследования влияет огромное количество факторов, которые зачастую становятся известны лишь в процессе или даже по окончании эксперимента. Зачастую это влечёт за собой кардинальное увеличение количества необходимой работы или даже существенно меняет изначальную модель эксперимента. В связи с этим, считаю, что оптимизм и настойчивость на пути к поставленной цели являются крайне важными качествами в исследовательской работе. Также никто не отменял наблюдательность, без которой невозможны открытия. И хотел бы внести в список необходимых качеств честность, поскольку именно она способна двигать весь исследовательский процесс по пути выяснения новых фактов и закономерностей».

Александр поделился впечатлениями о подготовке к конкурсу, рассказал о трудностях, с которыми пришлось столкнуться, и какая работа была проделана: «Если речь идёт о подготовке заявки для подачи на конкурс, то основной проблемой была неуверенность в том, что получение премии в принципе возможно, и казалось, что можно даже не пытаться. Если речь идёт о выполнении работ по НИР, заявленной на конкурс, то в процессе постоянно возникали вопросы, связанные с поиском лучших способов её выполнения. Например, как именно изучать проблему? С чего начать? Под каким углом смотреть на полученные данные? Как проводить замеры исследуемых структур? Какие статистические методы оптимальны для оценки достоверности наблюдаемых различий? Эти и многие другие вопросы постоянно сопровождали весь эксперимент. Самое сложное – переделывать большую часть работы после того, как понял, что предыдущие замеры были выполнены не совсем корректно. Плюсом такого подхода являлось значительное повышение профессионального уровня по ходу выполнения работ. Одной из трудностей была борьба с человеческим фактором при выполнении замеров. Проводили подсчёт и замеры нервных клеток на препаратах мозга после мечения их специфическими молекулярными маркёрами. В связи со спецификой этих маркёров, процесс нельзя было провести автоматически, поэтому отбор и выделение нервных клеток проводили вручную, что было крайне трудоёмко, ведь оценивали по несколько тысяч нейронов от каждого животного. В процессе поиска, благодаря польским коллегам из Университета науки и технологии (г. Краков), был найден способ полуавтоматического выделения нервных клеток, что ускорило работу примерно в два раза и повысило надёжность получаемых результатов».

В дальнейшей работе Александр планирует исследовать другие нейрохимические аспекты развития зрительной системы. Также, сейчас он в основном анализируем пространственное распределение тел нервных клеток, и понятно, что их отростки и связи, ими образуемые, являются не менее, а может быть и более важной частью работы нервной системы. Хотелось бы освоить методики, позволяющие провести полное окрашивание дендритного древа и аксона, чтобы уделить больше внимания связям между отдельными нервными клетками.

Наиболее мотивирующим для Александра является момент, когда данные эксперимента наконец упакованы в таблицу и он видит первые результаты и скомпонованные на их основе графики.

Для молодого ученого всегда важна поддержка: «Меня поддерживают коллеги, общение с которыми всегда плодотворно, и администрация моего Института, которая одобряет и поддерживает инициативность, и заботится о нашем финансовом благополучии».

Как найти свое призвание?

«Стараться по возможности придерживаться внутренних ощущений. Чем больше вы будете им следовать, тем большее удовольствие будет доставлять вам выбранная работа. Всем участникам конкурса и наставникам хочу пожелать удачи».

Справка:

Премии Губернатора Ленинградской области для молодых ученых за лучшую научно-исследовательскую работу.

В соответствии с постановлением Губернатора Ленинградской области от 13.08.2019 № 57-пг «Об учреждении именных научных стипендий Губернатора Ленинградской области, премий Губернатора Ленинградской области за вклад в развитие науки и техники в Ленинградской области, премий Губернатора Ленинградской области за лучшую научно-исследовательскую работу и признании утратившими силу отдельных постановлений Губернатора Ленинградской области» Комитетом экономического развития и инвестиционной деятельности Ленинградской области проводится конкурс на соискание премий Губернатора Ленинградской области за лучшую научно- исследовательскую работу.

Конкурс среди ученых региона проводится ежегодно. Заявки на участие в конкурсе принимались с сентября по октябрь 2020 года.