В ОИЯИ создали программу для прогнозирования повреждения нервных клеток

Фото из открытых источников

Ученые из Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) разработали уникальную программу для прогнозирования радиационного воздействия на нервные клетки. Это достижение открывает новые возможности в области радиобиологических исследований и оценки влияния различных видов ионизирующего излучения на центральную нервную систему.

Как сообщает Отдел инноваций и интеллектуальной собственности ОИЯИ, 6 сентября 2024 года институт получил официальное свидетельство о государственной регистрации данной программы. Авторами разработки стали Мунхбаатар Батмунх и Лхагваа Баярчимэг из Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ.

Созданная программа отличается высокой точностью и детализацией. Она позволяет моделировать геометрию нервных клеток с учетом сложной пространственной организации дендритных шипиков. Кроме того, программа интегрирует модель структуры трека на физической и радиационно-химической стадиях, что обеспечивает комплексный подход к анализу.

Одним из ключевых преимуществ разработки является ее способность прогнозировать величину поглощенной дозы и вероятность попадания частиц в различные части нейрона, включая тело клетки, аксон, дендриты и шипики. Программа работает с широким диапазоном ускоренных частиц - от протонов до железа, с энергиями от 10 до 1000 МэВ на нуклон.

Особое внимание уделено анализу закономерностей передачи энергии и распространения свободных радикалов вдоль сложных дендритных структур. Это позволяет получить более полное представление о начальных радиобиологических процессах, происходящих в нейронах. Программа также дает возможность сравнивать данные, полученные на упрощенных моделях, с результатами моделирования нейронов гиппокампа.

Разработанное программное обеспечение совместимо с различными операционными системами, включая Windows, Linux и MacOS. Оно написано на языке C++ с использованием специализированных программных пакетов, таких как Geant4, G4Region, G4-DNA, ROOT и QT5. Объем программы составляет 5,5 МБ, что делает ее достаточно компактной для использования на современных компьютерах.