Создание и развитие научного центра мирового уровня «Центр фотоники» по приоритету научно-технологического развития «Передовые цифровые технологии и искусственный интеллект, роботизированные системы, материалы нового поколения» (Этап 2 промежуточный)

При выполнении научных мероприятий второго этапа выполнения проекта: 1. Оптическая тераностика. Показано отсутствие статистически значимого увеличения цитотоксисности НАФ при формировании покрытия из дБСА и жесткой БК из белков сыворотки. Определены условия направленного формирования стабильной белковой короны из БСА и дБСА на НАФ, обладающих различными физико-химическими свойствами поверхности и предложена технология получения устойчивых комплексов наночастиц с белками для контроля их поведения в условиях биологической среды и взаимодействия с клетками. 2. В рамках развития оптических методов раннего детектирования фитопатогенов в 2021 году было выполнено сопоставление эффективности метода РАМ-имиджинга с гиперспектральным и ИК-имиджингом для детекции патогенов в растениях и определены наиболее перспективные параметры для досимптомного выявления инфекции. 3. Апробирован метод моделирования физиологического старения нейрон-глиальных сетей in vitro с применением D-галактозы. Исследована реорганизация функциональной сетевой кальциевой активности нейрон-глиальных сетей при моделировании физиологического старения в норме и при воздействии факторов ишемии. Для моделирования болезни Альцгеймера наработаны нуклеотидные последовательности генов интереса, кодирующие β-секретазу BACE1, β-амилоид 1-42 и киназу GSK3β и протестированы соответствующие аденоассоциированные векторные конструкты 4. Разработаны принципиальные схемы электронно-фотонной и фотонной реализации технологии корректоров искусственного интеллекта. Разработаны алгоритмы компьютерного зрения для построения и анализа нейрон-глиальных сетей, как статических, так и, динамически изменяющихся во времени, по данным флуоресцентного имиджинга. Разработана высокоуровневая архитектура программного комплекса для высокопроизводительного вывода в искусственных нейронных сетях с использованием традиционных и гетерогенных вычислительных архитектур. 5. Впервые измерены компоненты тензоров нелинейных восприимчивостей третьего порядка кристаллов KDP, DKDP, BBO и LiNbO3 на длине волны 800 нм. Разработан и создан рабочий узел детектора терагерцового излучения, обеспечивающий высокое спектральное разрешение (<10 ГГц) и высокую чувствительность (соотношение сигнал-шум ~103), а также способный работать с источника оптического излучения различной длины волны (800-1550 нм). Экспериментально и теоретически исследована динамика антиферромагнитно связанных спинов в ферримагнетике, индуцируемая терагерцовыми импульсами. В 2021 г. опубликовано 11 статей в журналах, индексируемых в базах WoS, Scopus, относящихся к Q1 и Q2, получено свидетельство на программу ЭВМ, подана заявка на изобретение, проведено две конференции (74-я Всероссийская с международным участием школа-конференция молодых ученых «Биосистемы: организация, поведение, управление», посвященная памяти проф. А.П. Веселова и Международная конференция по нейронаукам VOLGA NEUROSCIENCE MEETING 2021), разработаны три программы ДПО ("Клеточные технологии для биофотоники", "Методы машинного обучения для решения задач биофотоники и других прикладных наук", "Фотоника") и продолжена реализация магистерской программы "Биоинформатика", разработанной на первом этапе выполнения проекта. С начала выполнения проекта обучение по образовательным программам Центра фотоники ННГУ им. Н.И. Лобачевского прошло 103 человека.