Ученые из Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) разработали уникальную программу для прогнозирования радиационного воздействия на нервные клетки. Это достижение открывает новые возможности в области радиобиологических исследований и оценки влияния различных видов ионизирующего излучения на центральную нервную систему.
Как сообщает Отдел инноваций и интеллектуальной собственности ОИЯИ, 6 сентября 2024 года институт получил официальное свидетельство о государственной регистрации данной программы. Авторами разработки стали Мунхбаатар Батмунх и Лхагваа Баярчимэг из Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ.
Созданная программа отличается высокой точностью и детализацией. Она позволяет моделировать геометрию нервных клеток с учетом сложной пространственной организации дендритных шипиков. Кроме того, программа интегрирует модель структуры трека на физической и радиационно-химической стадиях, что обеспечивает комплексный подход к анализу.
Одним из ключевых преимуществ разработки является ее способность прогнозировать величину поглощенной дозы и вероятность попадания частиц в различные части нейрона, включая тело клетки, аксон, дендриты и шипики. Программа работает с широким диапазоном ускоренных частиц - от протонов до железа, с энергиями от 10 до 1000 МэВ на нуклон.
Особое внимание уделено анализу закономерностей передачи энергии и распространения свободных радикалов вдоль сложных дендритных структур. Это позволяет получить более полное представление о начальных радиобиологических процессах, происходящих в нейронах. Программа также дает возможность сравнивать данные, полученные на упрощенных моделях, с результатами моделирования нейронов гиппокампа.
Разработанное программное обеспечение совместимо с различными операционными системами, включая Windows, Linux и MacOS. Оно написано на языке C++ с использованием специализированных программных пакетов, таких как Geant4, G4Region, G4-DNA, ROOT и QT5. Объем программы составляет 5,5 МБ, что делает ее достаточно компактной для использования на современных компьютерах.
