Белгілі немесе болжамды қызметі бар әртүрлі ағзалардың реттелген геномдарындағы гендер саны

Протеомдық желі (интерактом)

Қорытынды

• 
  Көптеген белгілер күрделі
  
• 
  Олардың пайда болуы үшін көптеген гендердің өнімдерінің қатысуы қажет
  
• 
  Күрделі белгілерге қатысатын гендерді іздеу гендік карта жасауға қарағанда көп еңбекті және жаңа аналитикалық тәсілдерді әзірлеуді қажет етеді
  

• 
  Бастау кодонын және тоқтату кодонын іздеу арқылы ORF анықтау
  
• 
  Эукариоттар үшін болжау экзондарды іздеу арқылы жүзеге асады
  
• 
  ORF талдауы дерекқорлардағы белгілі гендерге гомологияны іздеу арқылы орындалады
  
• 
  Жеке кластерлердің немесе домендердің тізбегі, олардың локализациясы мен бағдары да сәйкестендіру үшін маңызды ақпарат болып табылады
  

• 
  Knockdown – ген экспрессиясын төмендету техникасы
  
• 
  Нокаут – генді инактивациялау, генді жою және фенотипті талдау
  
• 
  Нокауттар мен нокдаундар геннің қызметі туралы біржақты ақпаратты сирек береді, өйткені экспрессия өнімдері күрделі өзара әрекеттесу тізбегінде болады
  
• 
  Нокауттармен фенотип өзгермейді немесе бірнеше өзгерістер береді
  
• 
  Жануарлардың әртүрлі линияларында геннің нокауты әртүрлі әсерлерге әкелуі мүмкін
  
• 
  Бұл гендердің қызметі туралы қорытындыларды басқа организмдерге бір мағынада беруге болмайтынын білдіреді
  
• 
  Дене неғұрлым күрделі болса, нокаут соғұрлым анық емес
  

• 
  Екі өлшемді электрофорез (2D-электрофорез) белок молекуласының 2 сипаттамасы бойынша белоктарды бөледі:
  
  1. 
     - молекулалық салмақ (Mr)
     
  2. 
     - изоэлектрлік нүкте (pI)
     
• 
  Ақуыздар алдымен изоэлектрлік фокустау (IEF) арқылы изоэлектрлік нүктесіне (pI) сәйкес заряд бойынша бірінші бағытта, содан кейін PAAG-да электрофорез арқылы екінші бағытта молекулалық массасы бойынша (Mr) бөлінеді
  
• 
  2D электрофорезі бір үлгідегі мыңдаған ақуыздарды бір уақытта бөлуге және анықтауға мүмкіндік береді (әдеттегі электрофорез 100-ден аз)
  

• 
  зерттелетін үлгідегі (тазартылған ақуыз немесе жасуша лизаты) ақуыздардың сандық және сапалық құрамын анықтауға мүмкіндік беретін әдіс
  
• 
  Әдіс зарядталған бөлшектердің магниттік немесе электр өрісіндегі қозғалыс заңдарына негізделген
  
• 
  Зарядталған бөлшектердің (иондардың) массасының олардың зарядына қатынасын өлшенеді- м/з
  
• 
  Масса спектрі зарядталған бөлшектерді массасына қарай, дәлірек айтқанда, массасының зарядқа қатынасына қарай сұрыптау
  
• 
  Талдау үшін дақ 2D-PAGE-EF гелінен алынады және элюталанады
  
• 
  Алынған ақуыз трипсинмен ыдыра отырып, фрагменттерге гидролизденеді
  
• 
  Түзілген фрагменттердің қоспасы масс-спектрометрияға ұшырайды
  
• 
  Қоспаның әрбір фрагменті үшін – м/з қатынасы бойынша спектрлік деректерді алу
  
• 
  Пептидтердің өлшенген массалары үшін дерекқорлардан іздеу•
  
• 
  Протеин тізбегін құрастыру
  

Талдау стратегиясы: 2Def + MALDI-MS

АрқПИ, 2021

MALDI массалық спектрінің мысалы:тұмау вирусының M1 ақуыз фрагментінің триптикалық гидролизаты

АрқПИ, 2021

Ақуызды пептидтік саусақ ізі арқылы анықтау схемасы

АрқПИ, 2021

Ақуыз иммуноблоты

В естерн блотинг (Вестерн блот, ақуыз иммуноблоты,Western blot үлгідегі белгілі бір ақуыздарды анықтау әдісі

1. 
   Бірінші кезеңде денатуратталған полипептидтерді салмағы бойынша бөлу үшін полиакриламидті гельдегі ақуыз электрофорезі қолданылады
   
2. 
   Белоктар нитроцеллюлоза мембранасына ауысады
   
3. 
   Содан кейін антиденелер мен таңбаланған конъюгат көмегімен анықтау жүргізіледі 4. Радиоавтография
   

АрқПИ, 2021

2D картасында белоктарды анықтаудың басқа әдістері

• 
  Белгілі ақуыздармен араласу – бұл таза ақуыз стандарттарының жиынтығын қажет етеді
  
• 
  Белгіленген лигандтармен спецификалық байланысу – белоктардың басқа белоктарды немесе лигандтарды байланыстыру қабілетіне негізделген, содан кейін түзілген кешендерді анықтау (мысалы, GTP байланыстыратын ақуыздар және т.б.)
  

Салыстырмалы протеомдық талдау

• Протеомдық карталарды дамудың әртүрлі кезеңдеріндегі және/немесе әртүрлі жағдайларда салыстырылады.Ол үшін келесі әрекеттер орындалады

1. 
   Туралау – бірдей орналасқан ақуыз аймақтарын іздеу
   
2. 
   Ақуыз аймақтарын салыстыру
   
3. 
   Жалпы статистикалық талдау – өзгерістердің сенімділігін бағалау
   
4. 
   Дақтардың сандық сипаттамалары:
   

• 
  нүктелік координаттар
  
• 
  нүкте аймағы
  
• 
  нүктенің оптикалық тығыздығы
  
• 
  нүктенің көлемі
  

ImageMaster 2D Platinum бағдарламасы арқылы салыстырмалы протеомдық талдау, нүктелердің үш өлшемді моделін (3D) құру- дақ оның пішіні мен көлемін көрсететін шың ретінде бейнеленген

АрқПИ, 2021

Екі нұсқадағы жасушалық ақуыздардың 2D картасы

D IGE Cy3/Cy5 бояуы:
Бір гельде Mycoplasma gallisepticum штаммының боялған ақуыздарының 2 үлгісінің электрофорезі жүргізілді.

• 
  Жасыл (Cy3) – бақылау жасушаларының жасушалық ақуыздары
  
• 
  Қызыл (Cy5) – өңделген жасушалардан алынған жасушалық ақуыздар Артықшылықтары:
  
• 
  сезімтал
  
• 
  ақуыз экспрессиясын бағалау үшін пайдалы
  

Кемшіліктері:

• 
  флуоресценцияның сынғыштығы (күн)
  
• 
  дақтарды кетіруге жарамайды
  

АрқПИ, 2021

Рефлексия

Ген өнімдерінің өзара әркеттесуін протеомика әдістерімен зерттеу
АрқПИ, 2021
Б иоинформатика және биофизика
7 - д ә р і с . Нейрокомпьютер интерфейсі технологиясы
Дәріс жоспары:

1. 
   НКИ технологиясының даму тарихы
   
2. 
   НКТ жіктелуі
   
3. 
   НКТ қолданылуы
   

Оқу нәтижелері:

• 
  Нейрокомпьютерлік интерфейс технологиясының даму тарихын сипаттайды
  
• 
  Нейрокомпьютерлік интерфейс технологиясының жіктелуі мен қолданылуын талдайды
  

АрқПИ, 2021

Түйін сөз тіркесі: нейрокомпьютер интерфейсі

Мағынасы: Нейрокомпьютер интерфейсі - ми мен электронды құрылғы (мысалы, компьютер) арасында ақпарат алмасуға арналған жүйе
Сөйлем: Бір бағытты интерфейстерде сыртқы құрылғылар мидан сигналдарды қабылдай алады немесе оған сигналдар жібере алады (мысалы, электронды имплантпен көруді қалпына келтіру кезінде көздің торлы қабығын имитациялау). Екі жақты интерфейстер ми мен сыртқы құрылғыларға екі бағытта ақпарат алмасуға мүмкіндік береді. Биокері байланыс әдісі жиі микомпьютер интерфейсінің негізінде қолданылады.
С иноним/Антоним: Сурет:
тікелей нейрондық интерфейс ми интерфейсі
ми-компьютер интерфейсі
Бір бағытты нейрокомпьютер интерфейсін қолдану арқылы
АрқПИ, 2021 басқару мысалы

Тарихы

• 
  Негізі: И.П.Павловтың шартты рефлекстер және қыртыстың реттеуші рөлі туралы ілімдері
  
• 
  П.К.Анохин 1935 жылдан бастап кері байланыс принципі адамның жоғары бейімделу реакцияларын да, оның ішкі ортасын да реттеуде шешуші рөл атқаратынын көрсетті
  
• 
  Н.П.Бехтереваның 1968 жылдан 2008 жылға дейінгі еңбектері:
  

нейрокибернетика және офтальмоневрокибернетика

• 
  Ми-компьютер интерфейсін зерттеу 1970 жылдары Лос-Анджелестегі Калифорния университетінде (UCLA) басталды
  
• 
  Тоқсаныншы жылдардың ортасында компьютерге биологиялық ақпаратты беруге қабілетті алғашқы құрылғылар адам ағзасына имплантацияланды
  
• 
  Бұл құрылғылардың көмегімен есту, көру, сондай-ақ жоғалған моториканың бұзылған функцияларын қалпына келтіру мүмкін болды
  
• 
  НКИ сәтті жұмыс істеуі ми қыртысының бейімделу қабілетіне негізделген (икемділік қасиеті), соның арқасында имплантацияланған құрылғы биологиялық ақпарат көзі ретінде қызмет ете алады
  

АрқПИ, 2021

• 
  5 0-жылдарында бірінші нейрондық интерфейс пайда болды
  
• 
  FM радиосы арқылы сымсыз басқарылатын Stimoceiver электродтық құрылғы
  
• 
  Испандық және американдық ғалым Хосе Делгадо ойлап тауып, бұқаның миында сынаған
  
• 
  Делгадо алғаш рет нейрондық интерфейс арқылы жануардың қозғалыс бағытын өзгерте алды
  

https://rostec.ru/news/neyrointerfeys-upravlyat-siloy-mysli/

• 
  1960 жылдардың ортасында маймылдарға эксперименттер жүргізілді, олар кортикальды потенциалдар мен электрлік ынталандыруды жазу үшін мультиэлектродты массивтермен имплантацияланды. Маймылдар қозғалыс жасағанда сенсомоторлы қыртыстың белсендірілетіні, ал қыртыстың электрлік стимуляциясы, керісінше, бұлшықеттердің жиырылуын тудырғаны көрсетілді.
  
• 
  1963 жылы Уолтер эксперимент жүргізді, онда біз қазір түсінетін мағынадағы бірінші BCI іске асырылды. Медициналық себептермен науқастарға ми қыртысының әртүрлі аймақтарына электродтар орнатылды. Олардан түймені басу арқылы проектор слайдтарын ауыстыру ұсынылды. Бұл бұлшықет үлгісін шығаруға жауапты қыртыс аймағын тапқан зерттеуші оны тікелей проекторға қосты: басқаруды тікелей ми жүзеге асырды және адамның түймені басып үлгергенінен де жылдамырақ болды.
  
• 
  1 957 жылы француз ғалымдары Джурно мен Эйри есту жүйкесін қоздыратын бір арналы электродтың көмегімен саңырауларда дыбыс сезімін тудырды
  
• 
  1964 жылы Симмонс өнертабыстың көп арналы нұсқасын ұсынды
  
• 
  1970 жылдары Хаус пен Урбан түрлендіргіш пен көп
  

арналы электродтан тұратын patsientami-kandidatami-na-ki/ құрылғыны кохлеарлық имплант деп атады

•	BCI зерттеулеріндегі қатты секіріс 1990-2000 жылдары болды
•	Николелис пен Чапин механикалық мүшелерді басқаратын BCI құрастырды
•	Ояу күйде егеуқұйрықтарда тіркелген кортекс пен базальды ганглийлердің белсенділігі жануарға су жеткізген роботқа берілді
		• 2000 жылдардың басында Доногью тобы маймылдармен және адамдармен жұмыс істеді • адамның моторлық кортексіне көп электродты массивтерді имплантациялау, • сал ауруына шалдыққан адамдарға курсор мен роботтық қолдарды басқаруға мүмкіндік берді • адамдарға қатысты экспериментте олар антропоморфты робот қолды максималды бақылауға қол жеткізді

НКИ түрлері (Thorsten Zander жіктеуі)

пайдаланушы команданы сөзсіз бастайды

•адам тікелей және саналы түрде басқаратын ми қызметінің өзгерістерін пайдаланады
•ақыл-ой күш-жігері мидың электрлік белсенділігінің өзгеруіне әкеледі
пайдаланушы жүйе
әсеріне жауап ретінде команданы бастайды

•мидың жарық немесе дыбыс сияқты сыртқы сигналға
реакциясын үйрену арқылы
басқару командаларын жасайды
•таңбалары кезекпен жыпылықтайтын экрандық
пернетақтаны келтіруге болады
(спелеология): ми адам ойлаған таңба жыпылықтаған кезде жауап береді
PhD докторы Коразбекова К.У.,
пайдаланушы команда
бермейді, бірақ жүйе оның күйін оқиды және талдайды

•адам өмірінің процесінде өздігінен пайда болатын мидың
ағымдағы белсенділігін талдайды
•эмоционалдық жағдайды бақылайтын, шоғырланудың төмендеуін немесе жүйені бақылаудың жоғалуын анықтайтын бақылау жүйелері

НКИ түрлері (сигналды қабылдау жолына қарай)

PhD докторы Коразбекова К.У.,

Инвазивті емес нейрондық интерфейстер - ЭЭГ

• 
  Э ЭГ жазбасы инвазивті емес BCI әзірлеуде қолданылатын ең кең таралған әдіс болып табылады
  
• 
  Миды белсендіру әдісі бойынша әдіс тәуелсіз (эндогендік белсендіру – қозғалысты елестету) және тәуелді (экзогендік белсендіру – экранда қозғалысты көрсету) болуы мүмкін
  

https://habr.com/ru/post/431574/ • + қарапайымдылық, -қауіпсіздік

• 
  нейрондық белсенділікпен қателесетін және тіпті басқару сигналдары ретінде қызмет ететін ЭЭГ жазбасының артефактілері
  
• 
  көптеген нейрондардың жалпы белсенділігін тіркеу
  
• 
  тереңірек құрылымдардан сигналдарды жоғалту арқылы беткі нейрондардан ақпаратты оқу
  

Инвазивті емес нейрондық интерфейстер - МЭГ

• магнитоэнцефалография (MEG)

• 
  Ми тудыратын әлсіз магнит өрістерін тіркеу үшін әдістің өте жоғары сезімталдығы қажет, ол асқын өткізгіш кванттық магнитометрлер арқылы қамтамасыз етіледі
  
• 
  - MEG тіркеу арнайы жабдықты, дайындалған мамандарды және шарттарды (ең алдымен магниттік экрандау) талап етеді, қымбат
  
• 
  + MEG ЭЭГ-ге қарағанда жақсы уақыттық және кеңістіктік
  

ажыратымдылықты қамтамасыз етеді
https://en.ppt-online.org/183997 • электродтар жоқ, бұл балалармен
жұмыс істеуді жеңілдетеді

Инвазивті емес нейрондық интерфейстер - ЖИКС

present5.com

• 
  Инфрақызыл сәуле бас сүйегінің сүйектері мен іргелес тіндер арқылы мидың маңдай және желке қыртысына еніп, гемоглобиннің тотығу дәрежесін, яғни мидың оттегін тұтынуын бағалауға мүмкіндік береді
  
• 
  Жақын инфрақызыл спектроскопия (NIRS) көмегімен 100 мс уақыттық және 1 см кеңістіктік рұқсатпен церебральді қан айналымындағы оксигемоглобин мен дезоксигемоглобин концентрациясын бақылау
  
• 
  Технологияның негізгі кемшілігі - сигналдың айтарлықтай кешігуі, бірнеше секундқа дейін
  

Инвазиялық

• 
  х ирургияны қажет етеді: электродтар ми қыртысына тікелей имплантацияланады
  
• 
  жүздеген электрод инелерімен жабылған шамамен бес-бес миллиметрлік шағын пластинаға ұқсайды
  
• 
  жеке жүйке жасушаларының электрлік белсенділігін олар енгізілген жерінде тіркейді • + сенсорлардың сигналы күштірек.
  

https://nplus1.ru/news/2019/07/17/neuralink • - инвазивті араласу адам денсаулығы үшін салдармен байланысты: қабыну қаупі, нейрондардың өліміне және эпилепсияға байланысты қайта имплантациялау қажеттілігі

• 
  Төтенше жағдайларда, басқа әдістермен көмектесе алмайтын ауыр науқастар үшін қолданылады.
  

НКИ қалай жұмыс жасайды?

Нейрондық интерфейстің алгоритмі

Сигналдарды тіркеу кезеңі

Сигналдарды өңдеу: алдын ала өңдеу, сигнал параметрлерін анықтау, олардың классификациясы

Деректерді манипуляциялау: компьютермен әрекеттесу және кері байланыс

Декодтау

•	популяциялық векторлық әдіс
•	Винер сүзгісі
•	Кальман сүзгісі

• 
  Оқшауланған нейрондардың әрекет потенциалы нақты мінез-құлық көріністеріне сәйкес келеді
  
• 
  Мысалы, қозғалтқыш қыртысындағы нейрондардың қозуы қолдың орнын, үдеуін және айналу бұрышын анықтайды
  
• 
  Әзірлеушілер мұндай сәйкестіктерді нейрондық сигналдарды декодтау үшін пайдаланады
  
• 
  Бұл ретте нейротюнинг (баптау) деп аталатын нейрондық үлгілердің қайталануы және тану негізгі декодтау факторы болып табылады
  
• 
  Нейрондар «нашар бапталған», «шулы» болуы мүмкін, бұл олардың «декодтау» процесін қиындатады
  

Нейрондық интерфейстерді қолдану

• 
  Нейропротездер
  
• 
  ФЭС-пен қозғалу
  
• 
  Құрылғыны басқару (мүгедектер арбасы, экзоскелет)
  
• 
  Коммуникация (теру жүйелері)
  
• 
  Адам жағдайын бағалау (жүргізушінің рульде ұйықтап қалғанын анықтайтын жүйе)
  
• 
  Ойын-сауық, маркетинг
  

Қолмен нейрондық интерфейс

• 
  и нвазивті BCI, оның көмегімен маймылдар роботты қолдың көмегімен әртүрлі жерлерде пайда болған нысандарды басып алды
  
• 
  Нейродекодтау үшін Wiener сүзгісі қолданылды
  

http://brain.bio.msu.ru/papers/Kaplan_Zhigulskaya_Kirjanov_2016
_Vestnik%20RGMU_Studying_ability_control_phantom_fingers_P 300_BCI.pdf

ФЭС

• 
  FES – функционалды электрлік стимуляция – аяқ-қол жоғалмаған жағдайда ғана қолданылады
  
• 
  Электродтық матрицалардың көмегімен бұлшықеттер жүйке жүйесінің сигналдарын имитациялайтын импульстар жиынтығымен электрлік ынталандырылады
  
• 
  Қоздырудың әсерінен бұлшықеттер белсендіріліп, аяқ-қолдар қозғалысқа келтіріледі
  
• 
  Беттік ынталандыру үшін пациенттің терісіне көп электродты массив қолданылады
  
• 
  Мұндай контактілі матрицаны киімге (қолғаптар, шалбарлар және т.б.) тігуге болады
  

Экзоскелет

• 
  М аймылдарды жүгіру жолағында жүруге үйреткен
  
• 
  Тапсырманы орындау барысында төменгі аяқ-қолдарға жауапты сенсомоторлы қыртыс аймақтарының нейрондық белсенділігі тіркеліп, маймылдың аяқтарының қимылдары бейнетаспаға түсірілді
  
• 
  Никлололис және оның әріптестері ми қыртысы басқаратын экзоскелетті дамытуға бағытталған Walk Again жобасын құрды
  
• 
  Николелис 2014 жылғы футболдан
  

http://brain.bio.msu.ru/papers/Kaplan_Zhigulskaya_Kirjanov_ әлем чемпионатының ашылуында
2016_Vestnik%20RGMU_Studying_ability_control_phantom_
fingers_P300_BCI.pdf EEG басқарылатын экзоскелет
көрсетті

Виртуалды пернетақта

• 
  о пциялардың бірінде пайдаланушы бір немесе басқа әріпті таңдау үшін қолын немесе аяғын жылжытып жатқанын елестетуі керек • Бүкіл алфавит ойдан шығарылған қозғалыс түріне байланысты бастапқыда екіге бөлінеді, содан кейін қайтадан жартыға бөлінеді және белгілі бір таңба таңдалғанша осылай жалғасады
  
• 
  Бұл жағдайда хабарламаларды жазу жылдамдығы минутына 0,5тен 0,85 таңбаға дейін • Басқа жүйеде символдар экранда матрица түрінде көрсетіледі
  

https://habr.com/ru/po
^st/431574/ • Мұнда пайдаланушының міндеті таңдалған таңбаға шоғырлану болып табылады

• 
  Экрандағы таңбалардың жолдары мен бағандары кезекпен жыпылықтайды, бұл күтілетін таңбаға сәйкес келетін потенциалды тудырады.
  
• 
  Экранда керекті сызық жыпылықтаған кезде ЭЭГ өзгереді, керекті баған жыпылықтағанда екінші рет өзгереді
  
• 
  Теру жылдамдығы минутына екі таңба, әдіс ұзақ дайындықты қажет етпейді
  

Әдебиеттер тізімі

• 
  Нейроинтерфейс: как и зачем, Алексей Павлов, АлександрХрамов, 2019.
  
• 
  Нейроинтерфейсы сегодня, 2018
  
• 
  Интерфейс мозг–компьютер: будущее в настоящемО. С. Левицкая , М. А.Лебедев Вестник РГМУ 2, 2016.
  
• 
  НЕЙРОИНТЕРФЕЙС: ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ И РЕАЛИЗАЦИИА.В. СИДОРЕНКО,
  

2016.

Рефлексия

PhD докторы Коразбекова К.У.,
АрқПИ, 2021

PhD докторы Коразбекова К.У., АрқПИ, 2021

жүктеу/скачать 5,26 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: