Помимо ЕГЭ, кандидаты могут получить дополнительные баллы за ряд индивидуальных достижений. Полный список можно найти на сайте приемной комиссии.
Профессия: нейробиолог
Нейробиология изучает структуру и развитие нервной системы и поведение человека с точки зрения генетики, биохимии и физиологии. До середины двадцатого века нейробиологические исследования считались самостоятельной дисциплиной. В 1960-х годах в университетах США начали создавать отдельные кафедры нейробиологии для изучения психики и мозга.
Студенты, которые хотят помогать людям, часто выбирают медицинскую профессию или становятся психологами. Сегодняшние проблемы развития и поддержки человека требуют новых подходов. Чтобы понять причины проблем, необходимо выйти за рамки отдельных областей. Невролог — это как Шерлок Холмс в области диагностики заболеваний. В этой статье вы узнаете, чем занимается этот специалист и как стать неврологом, если в университетах еще нет такой специальности.
Как стать нейробиологом
Как я пришла в профессию
У меня степень бакалавра в области естественных наук и докторская степень в области биологии. В Центре иммунологии у меня была возможность изучать влияние лекарств на функцию нейтрофильной фракции белых кровяных телец.
В 2013 году моему ребенку поставили диагноз «расстройство аутистического спектра». В то время в Красноярске не было лучших практик работы с такими детьми, и я искала способ помочь своему сыну. Я задался целью «запустить» его речь. Через восемь месяцев занятий ребенок начал говорить, но оказалось, что я решал не ту проблему: речь появилась, но общения не было. Затем я переквалифицировалась в олигофренопатолога и дефектолога — прошла курсы повышения квалификации и сменила профессию.
Я начала работать в клинике тюремных и развивающих технологий, где использовала нейроэнергетическое картирование и изучала электроэнцефалограммы. Мои знания биохимии и цикла Кребса были полезны. Мне пришлось узнать много нового: метод невербального театра Ричарда Хейхау, PEX (Picture Exchange Communication System) — коммуникация, опосредованная картинками, подход floor-time — взаимодействие с ребенком на полу, на его уровне.
Где учиться
Невролог изучает мозг с разных сторон. Невозможно получить такую подготовку в одном отделе. Нейробиолог может быть не профессией, а призванием.
Вы можете стать нейробиологом, если у вас есть научная или медицинская степень, потому что вам придется изучать биохимию, биологию и патофизиологию. Конечно, каждый профессионал должен изучать дополнительные научные области: Нейропсихолог — физиология мозга, биохимия и генетика; невролог и нейрофизиолог — особенности функционирования мозга.
Что делает нейробиолог
Детективная работа
По статистике, каждый третий новорожденный страдает от неврологического расстройства.
Нейробиолог — это ученый, а не врач. Он или она помогает семье разобраться в проблеме, когда некоторые специалисты не могут поставить диагноз или лечение оказывается неэффективным.
Пример: ко мне на прием приходят мать, отец и ребенок. Родители обеспокоены отсутствием речи, движения, сна, гиперактивностью ребенка или другими проблемами.
В этом году к нам обратилась мать ребенка с заболеванием поджелудочной железы. Невролог убедил родителей провести генетическое тестирование ребенка. Такие тесты стоят от 50 до 250 тысяч рупий. Тест выявил мутацию в одной хромосомной нити. Матери был представлен список из 50 синдромов, которые могут быть вызваны этой мутацией. Проблема заключалась в том, что ни один из синдромов не мог быть диагностирован у ребенка.
Работая с этой семьей, я обнаружил, что уровень биохимических показателей крови ребенка был ненормальным с самого рождения. Ферменты поджелудочной железы были в десять раз выше нормы. После нейробиологической диагностики и обсуждения с родителями мы пришли к выводу, что у ребенка была инфекция.
Оказалось, что у ее матери во время беременности был герпес, и у нее два дня держалась высокая температура. После некоторых анализов было подтверждено, что это цитомегаловирусная (ЦМВ) инфекция, поэтому мы решили обратиться к иммунологу в дополнение к физиотерапии с ребенком.
Иногда родители жалуются на проблемы со слухом, но аудиолог говорит, что ухо ребенка функционирует нормально. Если это так, я направляю ребенка на тест вызванных потенциалов. Если слуховой стимул теряется на пути к мозгу, то, вероятно, нарушена миелинизация нерва, т.е. он не полностью покрыт оболочкой. Даже если слуховой нерв развит слабо, медикаменты могут помочь его восстановить.
Создание общей картины развития
Родители приносят в нашу клинику толстые медицинские карты своих детей. Отчаявшиеся матери и отцы платят за ненужные и дорогостоящие анализы, но не получают четкого ответа на свои вопросы. Более того, педиатр или участковый невролог иногда не замечает или игнорирует важные отклонения в наиболее распространенных тестах. В результате у родителей много бумажной работы, но никто не говорит им, что делать с ребенком и как ему помочь.
Я не измеряю ЭЭГ-диаграммы линейкой, но могу понять заключение нейрофизиолога и рассказать родителям об альфа-, бета- и четвертичных ритмах. Например, они приводят к нам ребенка с расстройством и говорят: «Врач сказал, что все в норме». Я объясняю, что означают результаты диагностических тестов, и предлагаю провести нейропсихологический тест. Нейропсихологическое сканирование может показать, например, почему ребенок испытывает трудности в обучении: Интеллект не поврежден, но связь между областями коры головного мозга отсутствует.
Исследование работы мозга
Во время двухчасового нейропсихологического обследования я оцениваю сенсорные каналы: как ваш ребенок слышит, видит, реагирует на легкие прикосновения и давление. Я расспрашиваю родителей о моделях поведения, режиме сна и бодрствования, вкусовых предпочтениях и реакции на различные раздражители и обстоятельства. Подобно неврологу, который осматривает
Кого и зачем здесь учат
Когнитивная наука возникла в середине прошлого века как область исследований, объединяющая такие сферы, как психология, философия, лингвистика, антропология, нейронаука и искусственный интеллект. В первые десятилетия развития когнитивной науки ученые, исследователи и практики из разных и порой далеких друг от друга областей одновременно занимались решением вопросов, поставленных зарождением новой науки, что часто приводило к трудностям в сотрудничестве. Например, для достижения наиболее эффективных результатов компьютерщикам и психологам необходимо понимать нейробиологию мозга, а биологам нужны дополнительные знания о машинном обучении, когнитивной теории, поведенческой психологии и развитии языка. Поэтому возникла необходимость подготовки нового поколения специалистов, разбирающихся в нескольких областях и способных самостоятельно решать междисциплинарные задачи.
В настоящее время программа получения степени «Когнитивная нейробиология» является единственной в России, направленной на одновременную подготовку специалистов в области биологии, нейронауки и когнитивной науки. Практическая направленность программы позволяет студентам развить широкий спектр исследовательских и практических навыков, включая изучение методов нейровизуализации и стимуляции мозга, применяемых в лечении и реабилитации пациентов, а также изучение памяти, внимания, восприятия, языка и эмоций.
Что я буду изучать
Ключевые элементы программы обучения:
Профессиональный модуль (далее «специализация») является основой для будущей профессиональной деятельности. Это основной модуль с обязательными академическими курсами и факультатив с темами, исследованиями и практическими семинарами.
Основной профессиональный модуль охватывает общебиологические и нейробиологические дисциплины, составляющие основу профессиональной подготовки биолога и нейробиолога, и дает навыки обработки и интерпретации количественной и качественной информации.
Устройство включает в себя:
- молекулярная биология;
- методы исследования биологических макромолекул;
- клеточная биология: основы биопроцессов, генетика, ботаника, зоология, биотехнология, физиология человека с основами биофизики;
- введение в нейробиологию, нейронаука и психофизиология, нейрофизиология развития и его нарушения, прикладная нейронаука, нейрофизиология восприятия и внимания, методы исследования и анализ данных для когнитивных нейронаук;
- генетика поведения и нейрогенетика, введение в экспериментальную науку.
Кроме того, в программу входят некоторые базовые курсы по математике, химии и физике:
- общая и неорганическая химия;
- биохимия, органическая химия для биологии и медицины;
- линейная алгебра, дифференциальные уравнения, теория вероятностей и математическая статистика, математический анализ;
- физика;
- Python для извлечения и обработки данных, культура работы с данными и так далее.
Секция вариативного профиля — факультативы, направленные на развитие конкретных навыков в соответствии с индивидуальной траекторией обучения. Эти компетенции призваны сыграть ключевую роль в формировании профессиональных навыков выпускников бакалавриата и обеспечить гибкое реагирование учебной программы на потребности рынка. В зависимости от возникающего контекста, обучение может быть более или менее ориентировано на конкретный сектор, что создает основу для дальнейшего развития курса. Темы в основном связаны с когнитивной наукой и психологией, изучением когнитивных процессов и функций с точки зрения нейрофизиологии.
Модуль «Практическое обучение» (далее — Практическое обучение) развивает компетенции, позволяющие специалисту решать практические задачи. Модуль включает в себя: профессиональную практику, проектную практику и исследовательскую практику. Специальная практическая подготовка включает в себя обучение приобретению базовых знаний в различных областях наук о жизни, включая нейробиологию и психофизиологию. Как часть исследовательской практики, прохождение практики является обязательным до получения диплома. Изучив основные биохимические, молекулярно-генетические и нейрофизиологические методы и работу с основным оборудованием в рамках учебной практики и приобретя начальные профессиональные навыки, студенты получают достаточные навыки для дальнейшей практической работы в исследовательских проектах. Исследовательская практика включает подготовку курсовой работы на 2-м и 3-м курсах, а также подготовку выпускной дипломной работы. Практика предполагает подготовку исследовательского или прикладного проекта, в котором студенты могут применить полученные знания, навыки и опыт для подготовки и успешной защиты диссертации.
Преимущества программы
Уникальность программы заключается в ее междисциплинарности и одновременном углубленном изучении как базовых тем, так и специальных дисциплин когнитивной науки, психофизиологии и биотехнологии.
Программа «Когнитивная нейробиология» — первая в России, сочетающая биологические, химические и математические курсы с когнитивными науками и психофизиологическими предметами, подобно зарубежной программе Neuroscience, в то время как аналогичные программы в других университетах, как правило, более ориентированы на биологию или психологию.
Основная учебная программа включает обширный лабораторный практикум, начиная с первого курса, где студенты не только участвуют в исследовательской деятельности, но и развивают ряд навыков, необходимых в прикладных областях. Предоставляется все оборудование, необходимое для проведения исследований и практических работ: На когнитивных курсах, например, студенты учатся работать с ЭЭГ, айтрекингом и ТМС и проводить различные поведенческие эксперименты.
Еще одним преимуществом структуры учебного плана является возможность разработать индивидуальную траекторию обучения и самостоятельно выбрать те дисциплины, проекты и практические блоки, которые интересны и актуальны для будущей карьеры.
Кроме того, программа предлагает высококачественную языковую подготовку, которая позволит вам не только понимать английскую литературу и лекции иностранных ученых, но и писать собственные научные работы на английском языке и свободно общаться в академической среде.
3 причины изучать нейронауки
- Во первых, это интересно. Человеческий мозг состоит из загадок, над которыми бьются целые поколения врачей и исследователей. Некоторые особенности нейронной системы все еще никто не может объяснить. Нейронаука исследует психические расстройства, врожденные дефекты, влияние со стороны лекарств, искусства, цифровых устройств. Быть может именно вы наденете халат и измените наш мир.
- Во вторых, вы почувствуете себя детективом. Там, где не справляются традиционные исследователи, находит решение специалист по нейронаукам. Например, при постановке диагноза нейробиолог может быть точнее врача. Потому что знаком с общей картиной и имеет знания из разных областей. Чтобы найти источник проблемы, он может обратиться к генетике, психологии и даже к истории.
- В третьих, получите высокооплачиваемую работу. Это престижное и востребованное направление по всему миру — и особенно в США. Здесь нейронауки входят в число самых финансируемых областей. В 2022 их бюджет составил 10.1 миллиард долларов. В эту сумму включены гранты на исследования и зарплаты 1. В США средняя зарплата нейробиолога —164 415 USD в год.
- Исследования и образование;
- здравоохранение;
- предпринимательство;
- правительство;
- научные публикации;
- консалтинг;
- креативный сектор 5 .
Где изучать нейронауки — Лучшие программы
В нашу подборку вошли самые интересные программы из восьми стран: Австралия, США, Канада, Ирландия, Великобритания, Нидерланды, Франция и Германия.
University of Melbourne, Australia
На программе Университета Мельбурна вы узнаете, как работает человеческий мозг: от структуры нейронов и нейронных цепей до нервных систем и того, как они влияют на поведение человека. По окончании студенты получат одну из двух степеней: бакалавра естественных наук или бакалавра биомедицины.
Они смогут применять свои знания в областях исследования человека и мозга. Например: разработка лекарств, поведенческие исследования, нейровизуализация.
University of California, San Diego, the USA
В этой программе обучения нервная система изучается на разных уровнях: Молекулярная и клеточная биология, электрофизиология, системы мозга, поведение человека и моделирование вычислительных сетей.
В UCLA эта степень сочетает в себе курсы по биологии, нейрофизиологии и клеточной нейробиологии. Студенты могут разрабатывать свои собственные исследовательские проекты в соответствии со сферой своих интересов.
Текущие и развивающиеся темы исследований
Исследования в области нейробиологии расширяются и становятся все более междисциплинарными. Многие текущие исследовательские проекты связаны с интеграцией компьютерных программ в картирование нервной системы человека. Проект «Коннектома человека», финансируемый Национальным институтом здравоохранения США и начатый в 2009 году, направлен на создание высокодетальной карты нервной системы человека и миллионов ее связей. Детальное нейронное картирование может привести к достижениям в диагностике и лечении неврологических заболеваний.
Нейробиологи также работают над исследованием эпигенетики — того, как определенные факторы, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, влияют не только на нас и наши гены, но и как они влияют на наших детей и изменяют их гены для адаптации к окружающей среде, с которой мы сталкиваемся.
Поведенческие исследования и исследования развития
Нейробиологи работают над тем, чтобы показать, что мозг гораздо более устойчив и способен к изменениям, чем мы думали раньше. Они опирались на более ранние работы психологов, чтобы показать, как работают наблюдения, и представили соответствующую модель.
В недавнем поведенческом исследовании рассматривается фенилкетонурия (ФКУ) — заболевание, которое вызывает серьезное повреждение мозга из-за токсичного уровня аминокислоты фенилаланина. До того как нейробиологи изучили это расстройство, у психологов не было механистического понимания того, как это расстройство вызывает высокий уровень аминокислот. Нейробиологи, изучающие это расстройство, использовали более ранние наблюдения психологов, чтобы предложить механистическую модель, которая позволила лучше понять расстройство на молекулярном уровне. Это в свою очередь привело к лучшему пониманию расстройства в целом и значительно изменило лечение, улучшив жизнь пациентов с этим расстройством. 17
В другом недавнем исследовании рассматривались зеркальные нейроны — нейроны, которые активируются, когда они подражают или наблюдают, как другое животное или человек делает выражение лица, движение или жест. В этом исследовании нейробиологи также использовали наблюдения психологов, чтобы создать модель того, как работает наблюдение. Первое наблюдение заключалось в том, что новорожденные подражают выражениям лица. Ученые не были уверены, были ли новорожденные уже достаточно развиты, чтобы иметь сложные нейроны, позволяющие им имитировать разных людей, и было ли что-то еще, что позволяло им имитировать выражения лица. З
Влияние раннего опыта на мозг
Нейробиологи также изучали влияние «воспитания» на развитие мозга. Сол Шанберг и другие нейробиологи изучали, насколько важны прикосновения для развития мозга крыс. Они обнаружили, что у крыс, которых матери не кормили всего один час, наблюдалось снижение функций в таких процессах, как синтез ДНК и секреция гормонов. 17
Майкл Меани и его коллеги обнаружили, что потомство самок крыс, получавших много внимания и заботы, было менее тревожным, более позитивно реагировало на стресс и функционировало дольше и на более высоком уровне, когда становилось взрослым. Они также обнаружили, что крысы, получавшие много внимания в детстве, уделяли такое же внимание своему потомству, показывая, что крысы воспитывали свое потомство так же, как росли сами. Эти исследования также наблюдались на микроскопическом уровне, где различные гены были выражены у крыс, получавших большое количество пищи, в то время как те же гены не были выражены у крыс, получавших меньше внимания. 17
Об эпилепсии
Эпилепсией страдает около 1% населения Земли — это 50-60 миллионов человек. Одним из радикальных методов лечения является удаление части мозга, из которой исходит припадок. Но все не так просто. Примерно в половине случаев эпилепсии у взрослых она развивается в височной доле мозга, которая связана с гиппокампом. Эта структура отвечает за формирование новых воспоминаний. Если у человека вырезаны два гиппокампа по обе стороны мозга, он теряет способность запоминать новое. Это было бы похоже на непрерывный день сурка, поскольку человек мог бы помнить о чем-то только в течение 10 минут. Целью моего исследования было предсказать не столько радикальные, сколько другие возможные и эффективные способы лечения эпилепсии. В своей диссертации я пытался понять, как начинается эпилептический припадок.
Чтобы понять, что происходит в вашем мозге во время припадка, представьте, что вы находитесь на концерте и в этот момент зал разражается аплодисментами. Вы хлопаете в своем ритме, а люди вокруг вас хлопают в другом ритме. Когда многие люди хлопают одинаково, вам трудно держать ритм, и вы, скорее всего, начнете хлопать вместе с другими. Эпилепсия действует аналогичным образом: Нейроны в мозге очень синхронизированы, то есть они производят импульсы в одно и то же время. Этот процесс синхронизации может затронуть целые области мозга — в том числе те, которые контролируют движение, — и тогда возникает припадок. Хотя большинство припадков характеризуется отсутствием судорог, поскольку эпилепсия не всегда возникает в двигательных областях.
Фото любезно предоставлено Анатолием Бучиным
Предположим, что два нейрона соединены возбуждающими связями в обоих направлениях. Один нейрон посылает стимул другому, который он стимулирует, а другой посылает стимул обратно. Если возбуждающие связи слишком сильны, это приводит к повышению активности за счет обмена стимулами. В норме этого не происходит, поскольку существуют тормозные нейроны, которые снижают активность гиперактивных клеток. Однако, когда торможение перестает работать должным образом, это может привести к эпилепсии. Часто это происходит из-за чрезмерного накопления хлора в нейронах. В своей работе я разработал математическую модель сети нейронов, которая может перейти в эпилептическое состояние при патологии торможения, связанной с накоплением хлора внутри нейронов. В этом мне помогли записи активности нейронов из человеческих тканей, полученные после процедур у пациентов с эпилепсией. Полученная модель позволяет проверить гипотезы о механизмах эпилепсии, чтобы выяснить детали этой патологии. Показано, что восстановление баланса хлора в пирамидальных нейронах может помочь прервать эпилептический припадок путем восстановления баланса возбуждения-торможения в сети нейронов. Мой второй научный руководитель, Антон Чижов из Санкт-Петербургского института, недавно получил грант от Российского научного фонда на исследование эпилепсии, так что это направление исследований будет продолжено в России.
Про интересные проекты
Сегодня существует много интересных работ в области вычислительной нейробиологии. В Швейцарии, например, существует проект «Голубой мозг», цель которого — как можно точнее описать небольшой участок мозга — соматосенсорную кору крысы, которая отвечает за выполнение движений. Даже в крошечном мозге крысы миллиарды нейронов, соединенных определенным образом. В коре головного мозга, например, один пирамидальный нейрон образует связи примерно с 10 000 других нейронов. Проект Blue Brain Project зарегистрировал активность около 14 000 нейронов, охарактеризовал их форму и реконструировал около 8 000 000 связей между ними. Используя специальные алгоритмы, они затем соединили нейроны биологически правдоподобным образом, чтобы сгенерировать активность в такой сети. Модель подтвердила теоретически определенные принципы организации коры головного мозга — например, баланс между возбуждением и торможением. А сейчас в Европе реализуется большой проект под названием Human Brain Project. Его цель — описать весь человеческий мозг с учетом всех имеющихся на данный момент данных. Этот международный проект является своего рода Большим адронным коллайдером неврологии, поскольку около
В США я занимаюсь исследованием нервной системы гидры. Хотя это одно из первых животных, о которых рассказывается в учебниках биологии, его нервная система до сих пор плохо изучена. Гидра родственна медузе, поэтому она такая же прозрачная и имеет относительно небольшое количество нейронов — от 2 000 до 5 000. Это позволяет регистрировать активность почти всех клеток нервной системы одновременно. Для этого используется такой прибор, как «кальциевая визуализация». Каждый раз, когда нейрон разряжается, концентрация кальция в клетке меняется. Если мы добавим специальный краситель, который начинает светиться при увеличении концентрации кальция, мы увидим характерное свечение каждый раз, когда генерируется нервный импульс, что мы можем использовать для определения активности нейрона. Это позволяет регистрировать активность живого животного во время его поведения. Анализ этой деятельности позволит нам понять, как нервная система гидры управляет ее движениями. Аналогии, возникающие в результате этого исследования, могут быть использованы для описания движений более сложных животных — например, млекопитающих. А в более долгосрочной перспективе, в области нейроинженерии, разработать новые системы управления нейронной активностью.
Фото любезно предоставлено Анатолием Бучиным
В науке очень важен вопрос общения между учеными. Для налаживания связей необходимо посещать научные школы и конференции, чтобы быть в курсе последних событий
О важности нейронауки для общества
Фото любезно предоставлено Анатолием Бучиным
