От клетки к организму, от учебы к практике: экскурсия по лабораториям Таврической академии - «Образование»

Фото: пресс-служба КФУ им. В.И. Вернадского

Редакция портала «Российское образование» предлагает своим читателям совершить виртуальную экскурсию по одному из уникальных научных и учебных центров Крыма.

Доцент кафедры физиологии человека и животных и биофизики Таврической академии КФУ им. В.И. Вернадского, кандидат биологических наук Марина Раваева продемонстрировала, как ведутся практические занятия и научные изыскания в лабораториях, а также рассказала об исследованиях, которые проводят студенты и магистранты под руководством специалистов кафедры. 

Наша первая остановка – лаборатория оценки функционального состояния, созданная в 2015 году и существенно дооснащенная в 2016 году в рамках Программы развития Крымского федерального университета. 

«Эта лаборатория выполняет триединую функцию: учебную, научную, а также может использоваться в клинических исследованиях, – рассказывает Марина Раваева. – Здесь учатся наши физиологи, специализанты кафедры физиологии человека и животных, здесь же проводятся практические и лабораторные работы, на которых исследуются физиологические процессы организма человека, а также проводятся научные исследования по изучению действия физических факторов разной природы и интенсивности на организм человека, выявляются механизмы влияния этих факторов». 

Данная лаборатория была создана как учебная и научная база для подготовки магистров, обучающихся по профилю «физиология человека и животных». Интересно, что образовательная программа магистратуры реализуется как сетевая: в ней принимает участие еще четыре федеральных университета: Северный (Арктический), Казанский, Северо-Кавказский и Уральский. По программе академической мобильности студенты-магистранты могут проходить обучение в этих  вузах. Оборудование лаборатории позволило создать уникальный среди университетов-партнеров модуль дисциплин «Оценка функционального состояния человека».

Итак, чем же занимаются студенты? Мы видим, как они проводят широкий спектр исследований: например, реоэнцефалографию, исследование кровенаполнения сосудов головного мозга и других частей тела, допплеровскую флуометрию магистральных сосудов. 

В рамках спирографии – исследовании функций внешнего дыхания – студенты изучают процесс управления дыхательными функциями. Здесь же есть переносной электрокардиограф, который позволяет провести исследование сердца в покое и при разных нагрузках – физических и психических. 

«Здесь же проводится лазерная допплеровская флуометрия микроциркуляторного русла, - показывает еще на один прибор Марина Раваева. - Считается, что работа сердца – это жизнь, а микроциркуляция – это смысл жизни, в ней происходят все обменные процессы между кровью и тканью, она является маркером общего функционирования сердечно-сосудистой системы, отражает общее состояние человека».

Студенты проводят диагностику и на стабилометрической платформе: они пытаются найти оптимальное, менее энергозатратное положение тела в пространстве, корректировать нагрузки – как у обычных людей, так и у спортсменов.

Еще один прибор – еще одно исследование – видеонистагмография, запись непроизвольного движения глаз, которая фиксируется двумя камерами и выводится на монитор. 

«Такой прибор – ВНС-спектр – позволяет нам закрыть целый блок исследований, связанных с вегетативной нервной системой, понять механизмы развития процессов, происходящих в организме человека», – напоминает Марина Раваева. Она показывает нам ВНС-спектр и объясняет, что принцип действия данного прибора и детектора лжи во многом сходны, и студенты могут разобраться в принципах работы и основных физиологических процессах, исследуемых с помощью детектора лжи. Поэтому студенты занимаются на нем с удовольствием: проводят маленькие тесты «правда – ложь» и решают ситуационные задачи. 

«Иногда можно контролировать себя центральными механизмами, но вегетатику не обмануть», – комментируют они. 

Наша следующая остановка – лаборатория психофизиологии, также созданная в рамках программы развития в 2015 году и дооснащенная в 2016-м в рамках создания центра доклинических исследований. Она входит в центр коллективного пользования и является составной частью центра экспериментальной физиологии и биофизики. 

В этой лаборатории ведутся исследования глубинных функций организма, нейронных аспектов нашего поведения и при необходимости корректируются. 

Перед нами трекер, позволяющий регистрировать траекторию движения глаз – прибор многофункциональный, он может применяться в маркетинге, в мерчендайзинге, но специалистов КФУ больше интересует ранняя диагностика аутизма. 

Для этого разрабатываются серии картинок, которые помогут определить предрасположенность к этому заболеванию и заняться своевременной коррекцией. 

Еще один прибор, на который обратили наше внимание специалисты лаборатории – это психотест, позволяющий провести исследование уровня тревожности, склонности к депрессии, мотивации к работе и т.д. Он широко используется для проведения различных экспертиз, определения процессов профессионального выгорания и т.д. – 275 тестов, зашитых в нем, позволяют проводить как индивидуальную работу, так и диагностику коллективов различных компаний и предприятий. 

В лаборатории этологии нас встречают не только люди, но и… крысы. Именно здесь проводятся уникальные исследования фармакологических веществ, кандидатов в лекарственные вещества, доклинические исследования. 

«Этология – это поведение, – объясняет Марина Раваева. – Мы можем моделировать определенные ситуации, смотреть, как действуют вещества или физические факторы на поведение животных. Обратите внимание, что все пробежки, стойки и заглядывания в норки у крысы фиксируются автоматически – это позволяет впоследствии сделать вывод, обладает ли исследуемое вещество антидепрессантным действием, снижается или повышается тревожность или поведение животного не меняется, следовательно, вещество никак не действует». 

Индивидуальные камеры, в которых находятся животные, ведут автоматический подсчет поведенческой активности  и метаболических реакций, считают количество съеденного, выпитого, соотношение углекислого газа и кислорода – словом, полный спектр необходимых исследований. 

«Новая установка предназначена для комплексного изучения когнитивных процессов. В ней бесконечное множество экспериментальных парадигм, все компьютеризировано, все автоматически подсчитывается, при этом субъективный фактор – присутствие человека существенно снижается. Все мы знаем, что крысы боятся людей, поэтому тест на стрессоустойчивость проводим в специальных условиях: помещаем животное в условия, близкие к естественным, выключаем свет, а камера все фиксирует, и это позволяет получить более точные данные», – комментируют специалисты лаборатории. 

Очень важно, что здесь решаются как прикладные, так и фундаментальные задачи, и студенты принимают непосредственное участие в научных разработках. 

Завершающий этап нашего «лабораторного» маршрута по Таврической академии – лаборатория клеточной физиологии и биофизики. 

Здесь изучается физиологические процессы на клеточном, тканевом уровнях. Благодаря уникальной установке возможна работа на изолированных органах. моделируются патологические процессы, проводится изучение их протекания в различных условиях – как при воздействии химических веществ, так и при влиянии магнитных полей. 

«Крымская школа магнитобиологии признана во всем мире, – с гордостью сообщает Марина Раваева. – Мы изучаем действие на организм факторов различной природы, различной интенсивности, смотрим, какие  процессы в организме развиваются при действии электромагнитных полей. А благодаря существенной модернизации материально-технической базы кафедры, мы можем судить о механизмах действия данных физических факторов на организм.  Мы работаем с хирургическими моделями и можем моделировать различные патологические процессы: сахарный диабет, повреждение сосудов, инсульт и т.д. для того, чтобы не только изучать патофизиологию, но и возможности  применения как физических факторов, так и различных химических веществ-кандидатов в лекарственные вещества с целью лечения, коррекции  и профилактики. Но прежде чем начать хирургические вмешательства – надо знать анатомию, изучить будущие манипуляции на компьютере и потом уже приступать к исследованиям».

Здесь можно снять ЭКГ, энцефалограмму, провести ультразвуковые исследования, изучить кровеснабжение с помощью специальных датчиков, а также сделать операции различной степени сложности – в том числе микроманипуляции.

Жизнь в лабораториях кипит: здесь собираются студенты, магистранты нескольких факультетов, работают преподаватели – так создается новая страница в «биографии» Таврической академии, страница новых открытий и свершений,  поскольку данные  лаборатории являются составной частью недавно созданного Центра коллективного пользования «Центр экспериментальной физиологии и биофизики». 

Создание данного центра позволит не только увеличить глубину фундаментальных исследований при реализации научных проектов кафедры, но и позволит расширить круг пользователей и развивать научную коммуникацию кафедры и Таврической академии с ведущими российскими и зарубежными научными центрами и организациями.