Том 37, № 2 (2023)

Нейродегенеративные заболевания сетчатки, такие как возрастная макулярная дегенерация, глаукома, диабетическая ретинопатия остаются ведущими причинами слабовидения и слепоты в мире. Зрительная реабилитация больных, слабовидящих вследствие нейродегенеративных заболеваний сетчатки, требует решения проблем, связанных с нарушением структуры нейронных сетей и дефицитом, обеспечиваемых этими сетями зрительных функций. Несмотря на определенные успехи в применении инновационных методов терапии, актуальна разработка новых подходов к зрительной реабилитации для повышения качества жизни слабовидящих пациентов. В зрительной реабилитации широко применяют не только медикаментозные, но и разнообразные нефармакологические стратегии терапии для защиты и восстановления структуры сетчатки и ее функции. Среди них отдельную нишу занимают технологии зрительной стимуляционной терапии (фототерапии), анализ основных аспектов которых является задачей данного обзора. Вектор новых исследований в области фототерапии направлен на разработку методов, способных максимизировать пластичность зрительной системы для повышения эффективности ее защиты и восстановления при нейродегенеративной патологии. В этой связи большой потенциал в зрительной реабилитации имеют новые технологии фрактальной фототерапии.

Привлечение ночных насекомых светом – известный феномен с неизвестными физиологическими механизмами. Бабочки из надсемейства огневкообразных Pyraloidea характеризуются наиболее выраженной реакцией на свет, однако спектральные предпочтения этих насекомых не изучены. Огневка Ostrinia scapulalis, обитающая на двудольных растениях, вредитель конопли и хмеля, является предковой формой для восточного и европейского кукурузных мотыльков, широко распространенных вредителей кукурузы. При помощи ветрового тоннеля, модифицированного для подачи света, тестировали ответы самцов и самок на световые стимулы с максимумами эмиссии 532, 440 и 365 нм и освещенностью 2 лк, создаваемой в месте выпуска насекомого, способных стимулировать как фоторецепторы сложных глаз (с максимумами чувствительности 352, 413, 480 и 530 нм), так и простых глазков – оцеллей, чувствительность которых имеет главный пик в ультрафиолете и дополнительный в зеленой области спектра (360 и 520 нм). Оказалось, что наиболее привлекательным стимулом был ультрафиолет. На зеленый свет реагировал небольшой процент насекомых, при этом демонстрировавших реакцию замирания вблизи источника света. Наименее привлекательным был синий свет, который также вызывал замирания. Таким образом, лёт O. scapulalis вызывается коротковолновым светом. Эта реакция больше соответствует чувствительности оцеллей, чем сложных глаз. Синее или зеленое излучение приводит к реакции маскинга.

До и после 8-месячного международного эксперимента SIRIUS 20/21 проводился комплекс электрофизиологических исследований зрительной системы, включая регистрацию стандартных фотопических электроретинограмм (ЭРГ), ритмической ЭРГ на мелькания с частотой 8.3, 10, 12 и 24 Гц, фотопического негативного ответа и паттерн-ЭРГ. Целью работы являлась объективная оценка изменений функциональной активности нейронов сетчатки у членов экипажа наземной станции, связанных с длительной изоляцией и влиянием комплекса стрессорных факторов. Полученные результаты говорят об умеренной активации биоэлектрической активности фоторецепторов и биполярных клеток и небольшом снижении функции ганглиозных клеток сетчатки после выхода из изоляции. Выявленные изменения могут отражать адаптацию зрительной сенсорной системы испытателей к физической и психоэмоциональной нагрузке в условиях эксперимента. Дальнейшее изучение специфики изменений электроретинографических маркеров при возрастающей продолжительности периода изоляции необходимо для расширения представлений о стрессоустойчивости и адаптации зрительной системы при длительном нахождении человека в экстремальных условиях среды.

Неинвазивно регистрировали коротколатентные слуховые вызванные потенциалы (КСВП) у бутылконосого дельфина Tursiops truncatus на парные импульсные звуковые стимулы (кондиционирующий и тестирующий), подаваемые через излучатели, контактирующие с “акустическим окном” на нижней челюсти. Использовали две формы стимуляции: монауральную (оба стимула через один излучатель), или дихотическую (кондиционирующий и тестирующий стимулы подавали через разные излучатели, контактирующие один – с правым, другой – с левым акустическим окном). Кондиционирующий и тестирующий стимулы имели одинаковые характеристики, интервал между ними варьировал от 0.15 до 10 мс. При монауральной стимуляции подавление тестирующего ответа было одинаковым в диапазоне интервалов от 0.15 до 0.5 мс; при удлинении интервала ответ восстанавливался. При дихотической стимуляции наиболее глубокое подавление тестирующего ответа происходило при интервале 0.5 мс, а при более коротких или более длительных интервалах тестирующий ответ восстанавливался. Полное восстановление происходило при укорочении интервала до 0.15 мс и удлинении до 2 мс. Обсуждается значение полученных данных для эффекта предшествования и для работы биосонара дельфинов.

В работе рассматривается задача классификации сельскохозяйственных культур. Как известно, для решения этой задачи значительно эффективнее использовать не только мгновенные данные дистанционного зондирования или вычисленные по ним вегетационные индексы, но и их исторический набор для разных моментов времени. Временные ряды, образованные значениями индексов для фиксированной пространственной точки для разных моментов времени, характеризуются высоким уровнем пропусков значений, вызванных в первую очередь наличием облачности в некоторые даты. Проведено исследование известных методов аппроксимации временных рядов. Также исследуется вопрос о том, может ли снижение размерности аппроксимированных временных рядов повысить качество рассматриваемой классификации. В экспериментальной части работы использовались временные ряды индекса NDVI, вычисленного по мультиспектральным спутниковым данным Sentinel-2. Исследовалась классификация кукурузы, подсолнечника, пшеницы и сои. В работе показано, что снижение размерности методом UMAP позволяет в среднем в 1.5 раза повысить значение F1-меры в сравнении с использованием данных исходной размерности. Предложен новый метод классификации культур, основанный на аппроксимации временных рядов вегетационных индексов NDVI кубическим сплайном, извлечение малоразмерных признаков алгоритмом UMAP и их классификации методом k ближайших соседей.