The object of research, development or design (in Russian) : Мозг, нейронная система, сенсорная обработка

The object of research, development or design (in Kazakh) : Ми, жүйке жүйелері, сенсорлық өңдеу

Aim of work (in Russian) : Проанализировать модуляцию тета-осцилляций различными сенсорными сигналами в процессе пространственной навигации. Установить причинно-следственную связь между тета-ритмом и скоростью передвижения в контексте интеграции пути и формирования пространственных репрезентаций. Исследовать нейронные механизмы мультисенсорной интеграции, обеспечивающие формирование тета-осцилляций, и их вклад в вычислительные процессы пространственной навигации.

Aim of work (in Kazakh) : Кеңістіктік навигация барысында көру, проприоцептивті және вестибулярлық жүйелерден келетін әртүрлі сенсорлық сигналдардың тета-осцилляцияларға әсерін жан-жақты талдау. Жол интеграциясы мен кеңістіктік репрезентациялардың қалыптасуы аясында тета-ритм мен қозғалыс жылдамдығы арасындағы себеп-салдарлық байланысты зерттеу. Тета-осцилляциялардың қалыптасуын қамтамасыз ететін мультисенсорлық интеграцияның нейрондық механизмдерін және олардың кеңістіктік навигацияның есептеу процестеріне қосатын үлесін терең зерттеу.

Методы исследования (на русском) : В рамках исследования была выполнена 3D-разработка и изготовление индивидуализированных компонентов для фиксации головы (HR) лабораторных животных с использованием CAD-моделирования и 3D-печати на принтерах FormLabs и Bambu Lab из инженерных пластиков. Конструкция была оптимизирована по прочности, весу и эргономике с учётом анатомических особенностей мышей и требований к длительной носимости. Для оценки поведенческих эффектов проводились эксперименты по регистрации активности животных с применением видеоанализа и систем трекинга движений. Анализ данных включал автоматическую обработку видеозаписей с помощью инструментов компьютерного зрения и анализа в Python.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу аясында зертханалық жануарлардың басын бекітуге арналған (HR) жеке компоненттер 3D-модельдеу және 3D-басып шығару арқылы FormLabs және Bambu Lab принтерлерінде инженерлік пластиктерден әзірленіп, жасалды. Құрылым тышқандардың анатомиялық ерекшеліктері мен ұзақ мерзімді қолдану талаптарын ескере отырып, беріктік, салмақ және эргономика параметрлері бойынша оңтайландырылды. Мінез-құлықтық әсерлерді бағалау үшін бейнеанализ және қозғалысты трекингтеу жүйелері қолданылған тәжірибелер жүргізілді. Деректерді талдау бейнежазбалар мен телеметриялық ақпаратты компьютерлік көру және статистикалық талдау құралдары (Python ортасы) арқылы автоматты өңдеуді қамтыды.

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе выполнения проекта была разработана и экспериментально протестирована оригинальная система мобильной фиксации головы (HR) для лабораторных животных, обеспечивающая устойчивое положение головы при сохранении естественной двигательной активности. Созданная конструкция отличается модульной архитектурой, позволяющей изменять параметры наклона и поворота, а также интегрировать дополнительные сенсоры для регистрации нейронной или поведенческой активности. Впервые для данного типа экспериментов была реализована лёгкая и эргономичная биомеханическая система, изготовленная с использованием технологий 3D-проектирования и многоступенчатого прототипирования из биосовместимых инженерных пластиков. Проведённые поведенческие тесты подтвердили комфортность устройства и отсутствие негативного влияния на моторную активность животных. Полученные результаты демонстрируют техническую реализуемость и высокую адаптивность системы, что открывает возможности для её применения в нейрофизиологических исследованиях с высокой точностью позиционирования головы.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жоба аясында зертханалық жануарлардың табиғи қозғалыс белсенділігін сақтай отырып, басты тұрақты ұстауды қамтамасыз ететін жылжымалы бас фиксациялау (HR) жүйесі әзірленіп, эксперименттік түрде сыналды. Жасалған құрылым еңкею мен бұрылу параметрлерін өзгертуге, сондай-ақ нейрондық немесе мінез-құлықтық белсенділікті тіркеуге арналған қосымша сенсорларды біріктіруге мүмкіндік беретін модульдік архитектурасымен ерекшеленеді. Мұндай типтегі эксперименттер үшін алғаш рет биосәйкес инженерлік пластиктерден жасалған, 3D-жобалау және көпсатылы прототиптеу технологиялары арқылы орындалған жеңіл әрі эргономикалық биомеханикалық жүйе жүзеге асырылды. Өткізілген мінез-құлық сынақтары құрылғының жануарларға жайлы екенін және олардың қозғалыс белсенділігіне теріс әсер етпейтінін растады. Алынған нәтижелер жүйенің техникалық іске асырылу мүмкіндігін және жоғары бейімделгіштігін көрсетті, бұл оны басты дәл позициялауды қажет ететін нейрофизиологиялық зерттеулерде қолдануға жол ашады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработанное устройство представляет собой компактную биомеханическую систему с модульной архитектурой, включающую лёгкий каркас фиксации головы, систему опорных элементов, прецизионные роликовые узлы для свободного передвижения животного и эргономичные крепления, адаптированные к анатомическим особенностям мышей. Масса базовой конструкции составляет менее 100 г, при этом обеспечивается высокая жёсткость фиксации и устойчивость положения головы при перемещении. Все детали устройства изготовлены методом 3D-печати из инженерных пластиков (PLA, фотополимерные смолы), что обеспечивает низкую себестоимость, высокую повторяемость и возможность быстрой замены или модификации компонентов. Средняя стоимость изготовления одного прототипа составляет до 10 000 KZT в зависимости от используемого материала и принтера (FormLabs, Bambu Lab).

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Әзірленген құрылғы модульдік архитектурасы бар ықшам биомеханикалық жүйе болып табылады және бас фиксациялаудың жеңіл каркасын, тіреуіш элементтер жүйесін, жануардың еркін қозғалуына арналған жоғары дәлдікті роликтік түйіндерді және тышқандардың анатомиялық ерекшеліктеріне бейімделген эргономикалық бекіткіштерді қамтиды. Базалық конструкцияның массасы 100 г-нан аз болып, бұл ретте фиксацияның жоғары қатаңдығы мен қозғалыс кезінде бас орнының тұрақтылығы қамтамасыз етіледі. Құрылғының барлық бөлшектері инженерлік пластиктерден (PLA, фотополимерлі шайырлар) 3D-басып шығару әдісімен жасалған, бұл төмен өзіндік құнды, жоғары қайталанымдылықты және компоненттерді жылдам ауыстыру немесе модификациялау мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Бір прототипті жасаудың орташа құны қолданылатын материал мен принтерге (FormLabs, Bambu Lab) байланысты 10 000 теңгеге дейін құрайды.

Level of implementation (in Russian) : Разработанная система мобильной фиксации головы (HR) прошла этап лабораторных испытаний и частично внедрена в экспериментальные протоколы по изучению зрительно-двигательной активности у лабораторных мышей.

Level of implementation (in Kazakh) : Жасалған жылжымалы бас фиксациялау жүйесі (HR) зертханалық сынақтар кезеңінен өтіп, зертханалық тышқандардың көру-қозғалыс белсенділігін зерттеуге арналған эксперименттік протоколдарға ішінара енгізілді.

Efficiency (in Russian) : Проведённые испытания показали высокую эффективность разработанного устройства фиксации головы (HR) по ключевым параметрам — стабильности удержания, комфорту животного и воспроизводимости экспериментальных условий. Конструкция обеспечивает надёжную стабилизацию головы без ограничения естественной подвижности тела, что существенно повышает качество нейрофизиологических и поведенческих записей.

Efficiency (in Kazakh) : Жүргізілген сынақтар әзірленген бас фиксациялау құрылғысының (HR) негізгі көрсеткіштері бойынша — бекітудің тұрақтылығы, жануардың жайлылығы және эксперименттік жағдайлардың қайталанымдылығы тұрғысынан жоғары тиімділігін көрсетті. Құрылым жануар денесінің табиғи қозғалысын шектемей, басты сенімді тұрақтандыруды қамтамасыз етеді, бұл нейрофизиологиялық және мінез-құлықтық жазбалардың сапасын айтарлықтай арттырады.

Field of application (in Russian) : Разработанная система мобильной фиксации головы (HR) предназначена для использования в нейрофизиологических и поведенческих исследованиях с участием лабораторных животных, преимущественно мышей и крыс. Устройство может применяться при регистрации нейронной активности с использованием электрофизиологических, оптических и функционально-визуальных методов (например, с системами Neuropixels, двухфотонной микроскопией, VR-парадигмами).

Field of application (in Kazakh) : Жасалған жылжымалы бас фиксациялау жүйесі (HR) негізінен зертханалық жануарлармен, әсіресе тышқандар мен егеуқұйрықтармен жүргізілетін нейрофизиологиялық және мінез-құлықтық зерттеулерде қолдануға арналған. Құрылғы нейрондық белсенділікті электрофизиологиялық, оптикалық және функционалды-визуалды әдістермен (мысалы, Neuropixels жүйелерімен, екіфотонды микроскопиямен немесе виртуалды шындық (VR) парадигмалары арқылы) тіркеу кезінде пайдаланылуы мүмкін.