ბიოკიბერნეტიკული სისტემების განყოფილება
ბიო-კიბერნეტიკის სისტემების განყოფილების მისია და კვლევების სფეროები:
ბიოკიბერნეტიკის სისტემების განყოფილების განყოფილების მიზნებია ბიოლოგიური და ტექნოლოგიური სისტემების ურთიერთქმედების მექანიზმების შესწავლა, მოდელირება და მართვა ინტერდისციპლინური მიდგომით, რომელიც აერთიანებს ბიოლოგიას, კიბერნეტიკას,ინჟინერიას და ხელოვნურ ინტელექტს. განყოფილების მიზანია იმგვარი ცოდნის შექმნა, რაც წაახალისებს მედიცინის, ბიოტექნოლოგიების, და ნეიროიჟენიერიის განვითარებას საქართველოში და მის ფარგლებს გარეთ.
ბიოკიბერნეტიკული სისტემების განყოფილების კვლევების სფეროები:
ბიოკიბერნეტიკული სისტემების განყოფილების სამეცნიერო საქმიანობის ერთი მიმართულება მოიცავს ბიოსამედიცინო კვლევებს, კიბოს დიაგნოსტიკასა და ტომოგრაფიაში ინფრაწითელი გამოსახულების ტექნოლოგიების ინოვაციური გამოყენების გზით. ჩვენი მიზანია პათოლოგიური მდგომარეობების ადრეული გამოვლენა და ზუსტი დიფერენცირება—განსაკუთრებით პროსტატისა და თირკმლის კიბოს შემთხვევებში, არაინვაზიური, ეფექტური და მგრძნობიარე ინფრაწითელ გამოსახულებით მეთოდზე დაფუძნებული დიაგნოსტიკური საშუალებების შემუშავებით. ჩვენ კვლევებს საშუალებით ბიოფიზიკური ინოვაციები შეიძლება გადაყვანილ იქნას პრაქტიკულ კლინიკურ გადაწყვეტილებებში, რომლებიც აუმჯობესებენ დიაგნოსტიკურ სიზუსტეს, ქირურგიულ შედეგებს და პაციენტის მდგომარეობას.
- პროსტატის კიბო:
ტრადიციული მეთოდები (PSA, MRI, TRUS) ხშირად არ იძლევა ადრეულ ეტაპზე კიბოს ზუსტ დიაგნოზს. განყოფილებაში მიმდინარე კვლევების საფუძველზე დადგინდა, რომ კიბოვანი ქსოვილის ოპტიკური სიმკვრივე განსხვავდება (აღემატება) ჯანმრთელი ქსოვილის ოპტიკური სიმკვრივეს. ამის საფუძვლზე შესაძლებელი გახდა პროსტატის კიბოს ვიზუალიზაციის ახალი მეთოდის შემუშავება. კვლევების შედეგად შექმნილია საპილოტე (მოდელური) ხელსაწყო პროსტატის კიბოს ვიზუალიზაცია-დიაგნოსტირებისათვის. ხელსაწყო პროსტატას ანათებს შიდა მხრიდან ინფრაწითელი სხივებით, ხოლო CCD კამერისა და დამუშავებული კომპიუტერული პროგრამის საშუალებით ქმნის კიბოვანი ქსოვილის ინფრაწითელ გამოსახულებას. ხელსაწყო ეფექტურად ავლენს ვიზუალურად 2–3 მმ ზომის სიმსივნურ კერებს და შესაძლებელია რეკომენდებულ იქნას მიზნობრივი ბიოფსიისთვის.
დამუშავებული მეთოდის საფუძველზე გამოკვლეულია და შეფასებულია პროსტატას კიბოს აგრესიულობა. მიღებული შედეგები სრულ შესაბამისობაშია გლისონის ქულათა ჯამის მეთოდთან.
- თირკმლის კიბო:
თირკმლის კობოს ქირურგიული მკურნალობის თანამედროვე პრაქტიკაში გამოიყენება ნაწილობრივი ნეფრაქტომიის მეთიოდი, რაც გულისხმობს სიმსივნის მხოლოდ ნაწილის ამოჭრას. ამ დროს ქირურგი სიმსივნესთან ერთად ამოჭრის მიმდებარე ჯანმრთელ ქსოვილს იმ მიზნით, რომ კიბოს სარეცელში აღარ დარჩეს კიბოვანი უჯრედები. ამის მიზნით უშუალოდ ოპერაციის მიმდინარეობისას გამოიყენება ამოჭრილი ქსოვილების მიკროსკოპიული გამოკვლევის მეთოდი, რომელც ეფუძნება ე.წ გაყინვის მეთოდს. ეს მეთოდი საკმაოდ ხანგრძლივია და 20-25 წუთს შეადეგენს. ეს მაღალი რისკის შემცველია (ე.წ. თბილი იშემიის დროს, როდესაც ადგილი აქვს თირკმლის სისხლძარღვების დროებითი გადაკეტვას), რაც თვის მხრივ ზრდის პოსტოპერაციული გართულებების რისკს.
ინფრაწითელი ვიზუალიზაციაზე დაყრდნობით ჩვენ დავამუშავეთ ახალი მეთოდი, რომელიც თვალნათელს ხდის ამოჭრილი თირკმლის ნაწილის კიბოვან და ჯანმრთელ ქსოვილებს. ინფრაწითელი გამოსახულების მიღების დრო 5-6 წუთია, რაც აშკარა უპირატესობაა გაყინვის მეთოდთან შედარებით, მისი კლინიკებში დანრეგვის პირობებში.
კვლევათა მეორე მიმართულება ( ბიოელექტრომაგნეტიზმის კვლევები) მოიცავს სხვადასხვა სიხშირის მქონე ელექტრომგნიტური ველების ზეგავლენის შესწავლას ადამიანებზე, ცხოველებზე და უჯრედულ სტრუქტურებზე.
ბიოელექტრომაგნეტიზმის კვლევები
ბიოელექტრომაგნეტიზმთან დაკავშირებული კვლევების ძირითადი ფოკუსი:
ბიოკიბერნეტიკული სისტემების განყოფილების კვლევები ბიოელექტრომაგნეტმში ორიენტირებულია მაღალი სიხშირის ელექტრომაგნიტური ველების ზეგავლენის შესწავლისადმი ადამიანებზე, მცირე ზომის ფრინველებზე, მწერებზე და ცალკეულ ნეირონზე.
კვლევები მოიცავენ:
- ელექტრომაგნიტური ველებში სხვადასხვა ბიოლოგიური ობიექტის ექსპოზიციის სცენარების რიცხვით მოდელირებას და სიმულაციას.
- ბიოლოგიურ ქსოვილებში შთანთქმის სპეციფიკური თნრიგის (SAR) შეფასების მეთოდების შემუშავებას.
- ადამიანის ექსპოზიციის მოდელირებას: რაც მოიცავს ელექტრომაგნიტური ველის ექსპოზიციის სიმულაციაზე დაფუძნებული შეფასებებს, მათ შორის ისეთ სცენარებში, როგორიცაა სატრანსპორტო საშუალებებში ყოფნა, მობილური მოწყობილობების ტარებისას მიღებული თერმული და ბიოლოგიური ეფექტები.
- ანტენის ურთიერთქმედების კვლევები: კვლევა იმის შესახებ, თუ როგორ მოქმედებს ადამიანის სხეულის ნაწილები (მაგალითად თითები, ხელი) მობილური ტელეფონის ანტენების შესაბამის რადიაციულ მახასიათებლებზე, რაც უმნიშვნელოვანესია რეალური პიორბებში ექსპოზიციის გასაგებად.
- რიცხვითი დოზიმეტრიას, რაც გულისხმობს კვლევებს შთანთქმის სპეციფიკური თანრიგის (SAR) დადგენას მცირე ბიოლოგიურ ობიექტებში, რომლებიც ექვემდებარებიან რადიოსიხშირული ელექტრომაგნიტური ველების ზეგავლენას. ეს უზრუნველყოფს იმის გარკვევას, თუ როგორ შეიძლება 5G და სხვა უკაბელო ტექნოლოგიებმა გავლენა მოახდინონ სხვადასხვა ბიოლოგიურ სახეობებზე.
- ნეირონული ეფექტებს: რადიო და მიკროტალღური 5G-ს სიხშირის ელექტრომაგნიტური ველების ეფექტების გამოკვლევას ნეირონების ინფორმაციულ აქტივობაზე.