Projektová činnosť

Medzinárodné

Európska sieť pre pokrok v elektromagnetických hypertermických medicínskych technológiách
European network for advancing Electromagnetic hyperthermic medical technologies.
Program: COST
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Teplan Michal PhD.
Anotácia: Tematika spadá pod širšiu oblasť výskumu pozitívnych účinkov neionizujúceho elektromagnetického (EM) žiarenia a jeho využitia v biomedicínskych aplikáciach. Pri vývoji fyzikálnych terapií onkologických ochorení, medzi ktoré EM hypertermia patrí, je potrebné dostatočne poznať dielektrické vlastnosti biologických vzoriek. Na našom pracovisku budujeme komplexnú experimentálnu platformu, ktorej jedna z meracích staníc sa zameriava na snímanie impedančnej spektroskopie. Impedančná spektroskopia umožňuje získavanie dielektrických vlastností vzoriek. Pri samotnej terapii sú tiež dôležité charakteristiky EM rádiofrekvenčného poľa, okrem iného jeho frekvencia. Pri modifikovanej hypertermii sa aplikuje signál, ktorý je nízkofrekvenčne modulovaný. V našich experimentoch sa zameriavame na skúmanie odozvy buniek kvasiniek práve na slabé nízkofrekvenčné EM polia.
Web stránka projektu: www.cost.eu/actions/CA17115
Doba trvania: 4.9.2018 – 3.9.2022
Nové integrované prístupy pre výskum biomedicínskych účinkov pulzných elektrických polí
Novel integrated approaches for research of biomedical effects of pulsed electric fields
Program: Medziakademická dohoda (MAD)
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Teplan Michal PhD.
Anotácia: Intenzívne pulzné elektrické polia už majú využitie a veľký potenciál pre nové aplikácie v biomedicíne a potravinárskom priemysle. Avšak mechanické detaily pôsobenia impulzných elektrických polí na plazmatickú membránu a špeciálne na intracelulárnej úrovni nie sú stále jasné.Tento projekt sa zameriava na teoretickú a experimentálnu charakterizáciu účinkov impulzných elektrických polí od úrovne subcelulárnych biomolekulárnych štruktúr po bunkovú úroveň. Našim cieľom je vyvinúť a aplikovať prístupy založené na impedančnej spektroskopii a chemiluminiscenčnej detekcii, čo nám umožní preskúmať najvýznamnejšie biologické účinky pulzných elektrických polí v reálnom čase, neinvazívne a bezznačkovo. Hlavnou technologickou novinkou bude integrácia týchto monitorovacích nástrojov do automatickej programovateľnej experimentálnej platformy.Výsledky projektu poskytnú nové metódy výskumu účinkov elektromagnetických polí na živé bunky a priblížia lekárske aplikácie bližšie k realite.
Doba trvania: 1.1.2018 – 31.12.2020

Národné

Vývoj experimentálnej platformy a nástrojov analýzy na meranie účinkov nízkofrekvenčných elektromagnetických polí na biologické systémy
Development of experimental platform and analytical tools for measurement of low frequency electromagnetic field effects on biological systems
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Teplan Michal PhD.
Anotácia: Cieľom projektu je vyvinúť metódy merania a nástroje analýzy na identifikáciu účinkov slabých nízkofrekvenčných elektromagnetických (EM) polí na vybrané biologické systémy. Hlavným zámerom je vývoj automatizovanej experimentálnej platformy obsahujúcej viaceré meracie stanice umožňujúce monitorovanie a následnú charakterizáciu bunkových kultúr. Hlavné prístupy detekcie zahŕňajú metódy impedančnej spektroskopie, turbidimetrie a optickej mikroskopie. Komplexný hardvérovo-softvérový systém umožní efektívne prehľadávanie frekvencií a amplitúd EM polí za účelom identifikácie takých parametrov, ktoré vedú ku špecifickej odozve v skúmaných biosystémoch. Morfológia a kinetika buniek bude skúmaná pomocou počítačovej analýzy obrazov získavaných z video-mikroskopie. Dosiahnuté výsledky sa budú analyzovať z hľadiska ich možného uplatnenia v spoločenskej praxi.
Doba trvania: 1.1.2019 – 31.12.2021
Analýza kauzálnych vzťahov v zložitých systémoch s dôrazom na biomedicínske aplikácie
Analysis of causal relationships in complex systems with an emphasis on biomedical applications
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Krakovská Anna CSc.
Anotácia: Projekt je zameraný na analýzu kauzálnych vzťahov v zložitých systémoch, s aplikáciami najmä z oblasti biomedicíny. Jeho základnou úlohou je overiť praktickú použiteľnosť nedávno navrhnutých metód a navrhnúťnové algoritmy na odhalenie prítomnosti a smerovania kauzálnych väzieb (v zmysle Grangerovej definície).Existujúce, neraz fundamentálne odlišné prístupy k detekcii kauzalít, budú podrobené analýze, testované na počítačovo generovaných systémoch a modifikované. Výsledná metodika bude použitá pre analýzu reálnychsystémov. Hlavnou aplikačnou oblasťou budú funkčné prepojenia pri fungovaní mozgu, detegované v rôznychkontextoch z EEG signálov a ich inverzného kortikálneho mapovania. Aplikácie sa budú týkať aj ďalších typov fyziologických signálov a experimentálnych časových radov.
Doba trvania: 1.1.2016 – 31.12.2018
Meranie biologickej odozvy slabých nízkofrekvenčných elektromagnetických polí
Measurement of biological response to weak low-frequency electromagnetic fields
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Teplan Michal PhD.
Anotácia: Riešená problematika vychádza z pohľadu zameraného na elektromagnetické (EM) princípy fungovania živých systémov. Celkovým cieľom výskumu je rozšíriť poznatky o vplyve vonkajších slabých nízkofrekvenčných EM polí na fungovanie vybraných biologických objektov. Hlavným zámerom výskumu je navrhnúť nový experimentálny prístup umožňujúci efektívnejšie prehľadávanie parametrov EM polí, pri ktorých by sa skúmaný biosystém mohol prejavovať určitou špecifickou rezonančnou odozvou. Na meranie odozvy budú rozvíjané metódy na báze impedančnej spektroskopie zamerané na stanovenie dynamiky rastu bunkových kultúr vo vodnom prostredí. Morfológia a kinetika buniek bude skúmaná pomocou počítačovej analýzy obrazov získavaných z video-mikroskopie. Dosiahnuté výsledky budú analyzované z hľadiska ich možného uplatnenia v spoločenskej praxi.
Doba trvania: 1.1.2016 – 31.12.2018
Zmeny architektúry spánku u pacientov s ložiskovou ischémiou mozgu a ich vplyv na kognitívne funkcie
Effects of sleep disturbances on day-time neurocognitive performance in patients with stroke
Program: Iné projekty
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Mgr. Rosipal Roman PhD.
Anotácia: Nedostatok spánku, či už vyplývajúci z choroby alebo zo životného stýlu, akútny alebo chronický, predstavuje významný rizikový faktor pre kognitívny výkon počas dňa, nadmernú spavosť, poruchu pozornosti alebo zníženú úroveň pohybových schopností. Spánková deprivácia úzko súvisí s fragmentáciou spánku. Hoci limitované štúdie čiastočnej spánkovej deprivácie a fragmentácie spánku odhalili dôležité indície vedúce ku kognitívnym poruchám, veľkou výzvou ostáva otázka ako vyzerá architektúra typického spánku dobrej kvality. S cieľom obohatiť výsledky chceme v rámci projektu preskúmať a vyhodnotiť nový spojitý pravdepodobnostný model spánku. V testoch na zdravých ľuďoch sme ukázali, že model obsahuje významne viac objektívnej informácie o externých mierach kvality spánku než tradičné hodnotenie spánkových stavov. V projekte budú skúmaní pacienti so špecifickými mozgovými léziami. Je známe, že pacienti s mozgovými léziami sú náchylní na spánkové poruchy, ktoré často vedú k poruchám v dennej výkonnosti a pozornosti. Predpokladáme, že projekt prinesie nielen nové akademické výsledky, ale aj dôležité klinické vedomosti.
Doba trvania: 2.7.2013 – 31.12.2016
Výskum dynamických metód analýzy biosignálov a biologicky inšpirovaného rozpoznávania vzorov
Research into dynamical methods of biosignal analysis and bio-inspired pattern recognition
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Prof. RNDr. Ing. Bajla Ivan PhD.
Anotácia: Projekt je zameraný na analýzu zložitých experimentálnych časových radov metódami inšpirovanými teóriounelineárnych dynamických systémov a na výskum biologicky inšpirovaných hierarchických sieťových modelovrozpoznávania vzorov a iných komplexných sieťových modelov. Základnými cieľmi sú: -optimalizáciarekonštrukcie dynamiky generujúceho systému vo viacrozmernom stavovom priestore a následne návrhpôvodných algoritmov predikcie a filtrácie časových radov, -rozšírenie biologicky inšpirovaného sieťového HTM(„Hierarchical Temporal Memory“) modelu, -štúdium prepojenia procesov rozpoznávania a pozornosti, ktorézlepší polohovú a škálovú invariantnosť rozpoznávania vzorov. Aplikačnou oblasťou bude kvantitatívny opisjedno- a viacrozmerných biomedicínskych signálov a experimentálnych dát s detekovateľnými deterministickýmivlastnosťami, ako aj klasterizácia a rozpoznávanie viacrozmerných biomedicínskych časových radov aviacúrovňových vizuálnych scén s objektami na komplexnom pozadí.
Doba trvania: 1.1.2013 – 31.12.2015
Nové metódy klasifikácie a predikcie v analýze biosignálov a biologicky inšpirovanom počítačovom videní
Advanced classification and prediction methods in biosignal analysis and biologically inspired computer vision
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Prof. RNDr. Ing. Bajla Ivan PhD.
Anotácia: Projekt je zameraný na rozvoj a aplikácie nových metód nelineárnych dynamických systémov a biologicky inšpirovaných hierarchických sieťových modelov. Hlavným cieľom je navrhnúť pôvodné algoritmy predikcie zložitých časových radov s predpokladom aplikácie predovšetkým na signály fyziologického pôvodu a na časové rady reprezentujúce pozície pohyblivých objektov v obrazoch v čase. Ďalším cieľom je rozvoj metód počítačového videnia v komplexných vizuálnych scénach, ktoré využívajú nový pamäťovo-predikčný sieťový model HTM.
Doba trvania: 1.1.2010 – 31.12.2012