Аспирант кафедры биофизики и биокибернетики ЮФУ Иван Рублев и третьекурсник физфака Михаил Леви стали победителями всероссийского смотра-конкурса "Эврика".
Они создали дистанционную лабораторию для исследования двигательной активности животных. Именно эта работа была признана лучшей в номинации "Информационные и телекоммуникационные технологии".
Лаборатория, где работают молодые ученые, располагается в НИИ нейрокибернетики Южного федерального университета. С виду обычный кабинет: пара компьютеров, клетка с мирно дремлющей белой крысой и еще одна - побольше, с металлическим полом и чем-то наподобие треноги сверху. Оказывается, это настоящий испытательный полигон.
Система, которую разработали Иван и Михаил, позволяет с невероятной точностью фиксировать в памяти компьютера траекторию перемещения подопытного животного - той самой крысы из клетки - по специальной площадке и транслировать полученные данные в режиме он-лайн в Интернете.
Раньше такая регистрация проводилась экспериментатором или лаборантом вручную. Этот метод получил название "открытое поле". Испытательный полигон делился на несколько квадратиков, лаборант внимательно следил за перемещениями крысы и отмечал, куда он побежала и что конкретно делала в каждом из квадратов.
- Процесс был очень трудоемким, точность данных невысокой, поэтому мы предложили автоматизировать метод "открытого поля" и вводить траекторию перемещения крысы сразу в компьютер, в цифровом виде, - говорит Иван. - Теперь человеку не нужно постоянно следить за процессом, а регистрация производится с точностью до одного миллиметра в пространстве.
Руководитель проекта, директор НИИ нейрокибернетики ЮФУ Борис Владимирский предложил пойти еще дальше - сделать траекторию перемещения крысы доступной в реальном времени по сети Интернет из любой точки мира, чтобы любой человек, зайдя на веб-сайт, мог наблюдать за постановкой опыта. Иван и Михаил написали необходимое программное обеспечение, а еще разработали систему, позволяющую зрителю становиться непосредственным участником эксперимента. Нажатием кнопки на сайте подаются определенные команды: открыть кормушку или активировать ультразвуковую пищалку.
- Фактически, если человек обладает необходимой квалификацией, он сможет сам ставить опыт он-лайн, - замечает Рублев. - Такая разработка полезна и для исследовательских центров, и для обычных общеобразовательных школ, ведь они все уже подключены к Интернету. К примеру, таким образом можно демонстрировать опыт по выработке условного рефлекса. В биологических дисциплинах всегда была проблема с организацией практикумов. Если в физике можно использовать демонстрационные модели, то живую природу пока имитировать невозможно. Для обучения подходят только опыты, которые проводятся "вживую", а их не всегда просто организовать. В нашей виртуальной лаборатории школьники могут наблюдать за экспериментом, сидя за партами в своем классе, и учителю не нужно ломать голову над тем, как поставить опыт. Но это еще не все. Разработка Ивана Рублева и Михаила Леви может пригодиться и фармакологическим компаниям для тестирования новых лекарственных препаратов.
- На одном из первых этапов действие лекарства проверяется на мелких лабораторных животных - мышах и крысах, - объясняет аспирант. - Регистрируется двигательная активность, состояние мозга. По тому, как животное себя ведет, делается вывод о влиянии медикамента.
Работу дистанционной лаборатории, на создание которой ушел целый год, уже видели коллеги ростовчан института физиологии университета Берна и были очень довольны результатами.
Научный тандем сложился почти случайно. Иван учился на кафедре радиофизики и, по собственному признанию, просто писал диплом, не помышляя о карьере ученого. Но, став аспирантом, начал работать в НИИ нейрокибернетики и увлекся инновационными разработками в этой сфере. С Михаилом он познакомился, когда возникла идея проекта.
- Я развесил объявления о том, что ищу напарника. Откликнулось человек 25 - студенты трех факультетов: мехмата, физфака и ФВТ, факультета высоких технологий. После собеседований и тестовых заданий стало ясно, что Миша - самый подходящий кандидат.
Обязанности по разработке комплекса разделили на двоих, приняли в команду белую крысу из местного вивария, и работа закипела. То, что в итоге получилось, жюри конкурса "Эврика" оценило по достоинству. В награду победители получили сканер. Но на лаврах решили не почивать. Наоборот, вернувшись домой, сразу занялись новыми проектами.
- Сегодня заниматься наукой, особенно прикладной, интересно и престижно, - считает Михаил Леви.