Школа молодых ученых

Разработка и реализация симуляционных тренингов по различным медицинским направлениям (первая помощь, кардиология, гастроэнтерология, пульмонология, хирургия, акушерство и гинекология, неврология).

Участники: 20-25 студентов 4-6 курсов («Лечебное дело»/"General medicine"), разделенных на 5 проектных команд

Продолжительность: 4 дня (3 дня работы над проектом + 1 день на защиту проектов)

Руководитель ШМУ: Рудой Александр Анатольевич

Это эффективный метод, использующий моделирование реальных ситуаций для практической подготовки медиков без риска для пациентов. Недостаток практических навыков, несоблюдение процедур и этических норм часто приводят к конфликтам в здравоохранении. Молодые специалисты должны быть готовы к командной работе, ответственности, адаптации и стрессу. Задача обучения – создать мультидисциплинарные тренинги, развивающие медицинские, коммуникативные навыки, умение принимать решения в стрессе, клиническое мышление и командное взаимодействие.

Примерные темы проектов (возможны корректировки):

1. Первая помощь. Отработка базовых навыков оказания первой помощи при неотложных состояниях: сердечно-легочная реанимация (СЛР), остановка кровотечений, помощь при травмах, обмороках, отравлениях и других критических ситуациях. Акцент на быстроте реакции, правильности действий и командной работе.

2. Кардиология. Симуляция неотложных кардиологических состояний: острый инфаркт миокарда, аритмии, сердечная недостаточность. Отработка навыков диагностики, интерпретации ЭКГ, проведения неотложных мероприятий и принятия решений в условиях ограниченного времени.

3. Гастроэнтерология. Моделирование распространенных гастроэнтерологических заболеваний: острый живот, желудочно-кишечные кровотечения, печеночная недостаточность. Отработка навыков сбора анамнеза, проведения осмотра, интерпретации результатов исследований и выбора тактики лечения.

4. Пульмонология. Симуляция неотложных пульмонологических состояний: острая дыхательная недостаточность, обострение бронхиальной астмы, пневмоторакс. Отработка навыков оценки дыхательной функции, проведения оксигенотерапии, искусственной вентиляции легких и принятия решений в критических ситуациях.

5. Хирургия. Моделирование хирургических вмешательств и неотложных состояний: аппендицит, перфорация язвы, травмы. Отработка навыков асептики и антисептики, хирургических манипуляций, принятия решений в операционной и послеоперационном периоде.

6. Акушерство и гинекология. Симуляция родов, акушерских осложнений, гинекологических неотложных состояний: кровотечения, преэклампсия, внематочная беременность. Отработка навыков ведения родов, оказания неотложной помощи, принятия решений в сложных ситуациях и коммуникации с пациенткой.

7. Неврология. Моделирование острых неврологических состояний: инсульт, эпилептический приступ, менингит. Отработка навыков неврологического осмотра, интерпретации результатов исследований, проведения неотложных мероприятий и принятия решений в условиях ограниченного времени.

Участники: школа ориентирована на студентов биологических, биомедицинских и биотехнологических направлений, стремящихся выйти за рамки теоретических курсов и получить опыт настоящего междисциплинарного исследования. Особенно она будет полезна будущим специалистам в области генетики, биоинформатики и молекулярной биологии.

Количество мест ограничено (15 человек)

Продолжительность ШМУ: 4 дня (3 дня работы над проектом + защита проектов)

Руководители ШМУ: Доминова Ирина Николаевна, Антипина Мария Игоревна

Почему один неверный шаг может изменить всё?

Геном человека — это не просто последовательность нуклеотидов, а динамическая система, в которой даже единичная замена одного основания (однонуклеотидный полиморфизм, SNP) может оказывать каскадное влияние на молекулярные, клеточные и фенотипические уровни организации. Эта замена – результат эволюционной «лотереи», в котором природа «делает ставку» на ту или иную аллельную комбинацию. В одних случаях ставка оказывается нейтральной или даже эволюционно выгодной; в других – приводит к серьёзным нарушениям гомеостаза.

«Генетическая рулетка» – это интенсивная научно-образовательная программа, посвящённая изучению механизмов генетической изменчивости и её функциональных последствий. Мы рассматриваем мутацию не как абстрактную категорию, а как конкретное событие, поддающееся экспериментальному и вычислительному анализу. Участники школы пройдут полный цикл современного молекулярно-генетического исследования – от выделения ДНК до структурно-функциональной интерпретации мутантного белка.

Ключевые этапы программы:

• Лабораторный практикум по молекулярной генетике

Вы самостоятельно выделите геномную ДНК и проведёте количественную ПЦР в реальном времени для детекции конкретных SNP. Это не демонстрационный эксперимент – вы будете анализировать реальные образцы и интерпретировать полученные данные в контексте функциональных последствий.

• Структурно-функциональный анализ мутаций

С использованием биоинформатических ресурсов (UniProt, AlphaFold DB) и программ визуализации (PyMOL) вы оцените, как замена одного аминокислотного остатка влияет на третичную структуру белка, его стабильность, лиганд-связывающие свойства и каталитическую активность.

• Биоинформатический анализ

Вы научитесь работать с профессиональным софтом, который используют ученые по всему миру:

UGENE и JalView – для выравнивания аминокислотных последовательностей и поиска ключевых участков.

PyMol – для визуализации и анализа 3D-структур белков, чтобы проанализировать, где и как происходит поломка.

Итог вашего участия:

По завершении школы вы не только поймёте, как генетические вариации транслируются в фенотипические проявления, но и приобретёте практические навыки, позволяющие самостоятельно проектировать и реализовывать исследования на стыке «мокрой» и «сухой» биологии – от лабораторной работы до компьютерной модели.

Готовы раскрутить барабан генетической рулетки и узнать свою ставку?

Лекции и мастер-классы; встречи с индустриальными партнерами; работа над проектами по направлениям «Синтез фармацевтических субстанций» и «Поиск биологически активных соединений в растительных объектах», интерпретация и представление полученных результатов.

Участники: 12 студентов 2-3 курсов, разделенных на 2  проектные команды

Продолжительность: 4 дня (3 дня работы над проектом + 1 день на защиту проектов)

День Синтеза. Участники знакомятся с методами органического синтеза, в том числе с синтетическими маршрутами для получения выбранных соединений. Участники проектов будет ставить свой органический синтез, включая подбор реагентов, методов и условий реакции.

День Физико-химического анализа. Анализ полученных соединений. Мастер-классе по ИК спектроскопии. Под руководством кураторов проектных групп участники проводят эксперименты на ранее синтезированных соединениях. Проводится интерпретация результатов анализа полученных органических соединений.

День Биологической активности. Введение в биологические испытания: исследуются основные методы оценки активности (антибактериальная, противовирусная, противоопухолевая активность). Каждая проектная группа проводит биологические испытания на своих соединениях. 

Решение кейс-заданий, связанных с биотехнологиями в биоэнергетике и переработке отходов (переработка растительной целлюлозы, создание биочернил, разработка антибактериального раствора, получение липидов и пигментов из микроводорослей, исследование биоактивности растительных экстрактов).

Участники: 20 студентов и магистрантов направлений биология, биотехнология, химия; молодые специалисты биотехнологических предприятий

Продолжительность: 4 дня (3 дня работы над проектом + 1 день на защиту проектов)

Руководители ШМУ: Бабич Ольга Олеговна, Носкова Светлана Юрьевна

Биотехнологии объединяют самые различные отрасли экономики. Большой потенциал биотехнологии имеют в биоэнергетике и переработке отходов — именно на эти направления будет сфокусировано внимание участников БиоТеха.

Примерные темы проектов (возможны корректировки):

1. Получение липидов из микроводорослей
   Проект направлен на практическое освоение технологических процессов получения липидов из микроводорослей. Участники научатся проводить пересев культур в асептических условиях, оценивать морфологию, прирост биомассы и применять два метода для оценки липидной продуктивности.
2. Получение пигментов из микроводорослей
   Проект фокусируется на извлечении пигментов из микроводорослей. Участники подробно изучат процесс пересева культур в асептических условиях и освоят спектрофотометрический метод для определения содержания пигментов в биомассе микроводорослей.
3. Оценка биологической активности экстрактов растений
   В рамках проекта участники будут заниматься получением и оценкой активности растительных экстрактов. Они получат навыки подготовки экстрактов, их фракционирования и оценки содержания экстрактивных веществ и флавоноидов, а также освоят методы оценки их антиоксидантной, антимикробной и антикоагулятной активности.
4. Разработка биоцидов на основе растворов наночастиц металлов
   Проект включает практическое изучение синтеза наночастиц серебра и их применения в качестве биоцидов. Участники научатся самостоятельно синтезировать наночастицы, проводить электронную микроскопию, оценивать спектральные характеристики и тестировать антибактериальные свойства наночастиц на различных тест-организмах.
5. Создание биочернил для 3-D печати на основе коллагена
   Проект посвящен экстракции коллагена и созданию биочернил для 3-D печати на его основе. Участники изучат процесс экстракции коллагена, проведут модификацию и разработают биочернила по выбранным рецептам. Также они оценят скорость деструкции коллагеназой полученных гелей и освоят основы белкового гель-электрофореза.
6. Комплексное использование растительной целлюлозы отходов сельского хозяйства
   Проект ориентирован на практические решения по получению целлюлозы из растительного сырья. Участники овладеют соответствующими технологиями, будут оценивать качество полученного сырья и получаемых продуктов по ключевым параметрам, включая зольность, содержание лигнина, число каппа, степень полимеризации.

Освоение методов экологических исследований и подготовка проекта в рамках одного из 6 направлений: климатический мониторинг, геоботаника, микропластик, биофлуоресценция, динамика береговой зоны, морское пространственное планирование.

Участники: 24 студента 1-2 курсов бакалавриата (базовое образование по направлениям биология, геоэкология, география), разделенных на 6 проектных команд

Продолжительность: 4 дня (3 дня работы над проектом + 1 день на защиту проектов)

Примерные темы проектов (возможны корректировки):

1. Климатический мониторинг. Участники научатся измерять концентрацию парниковых газов, в т.ч. углекислого газа и метана, а также рассчитывать потоки этих газов. В рамках направления участники смогут освоить методику отбора проб воздуха и воды, поработать со специализированным оборудованием в лаборатории, а также узнать об ограничениях методов и проблемах расчёта потоков.

2. Геоботаника как инструмент климатического мониторинга. Участники узнают основные виды-индификаторы болотных экосистем, научатся делать геоботаническое описание и узнают, как происходит картирование растительного покрова для целей мониторинга эмиссии парниковых газов. Узнают, как использовать метод GEST в климатическом мониторинге. Во время полевых выездов на карбоновый полигон “Росянка” (торфяник Виттгирренский) участникам расскажут об инструментах восстановления болотной экосистемы и сокращения эмиссии парниковых газов. 

3. Микропластик. Участники смогут познакомиться с разными методами, применяемыми для сбора пластика и микропластика на песчаном пляже (OSPAR, метод рамок, метод граблей, просеивание). В лабораторных условиях участники смогут обработать собранный материал и сравнить эффективность использованных методик. 

4. Биофлуоресценция (диагностика фитопланктона). Одним из методов диагностики физиологического состояния фитопланктона является регистрация активной флуоресценции хлорофилла «а».   Участники смогут проанализировать работу фотосинтетического аппарата фитопланктона по параметрам активной флуоресценции. Интерпретация результатов будет проводиться путём сопоставления фактической и потенциально возможной эффективности фотосинтеза фитопланктона.

5. Динамика береговой зоны. Механическое воздействие на песчаные склоны дюн активирует цепочки морфодинамических процессов, в конечном итоге приводя к подвижности песков и их миграции. Участникам будет предложено выполнить экспериментальные спуски с дискретными отборами проб песка и выполнить измерения сдвига. В лабораторных условиях будет выполнено исследование влажности проб, а также выявление закономерностей в изменениях, вызванных механическим антропогенным воздействием.

6. Морское пространственное планирование. Морское пространственное планирование — это организация пространства, основа для будущей деятельности, как экономической, так и природоохранной. Участники попробуют увязать интересы морской экономики с интересами сохранения природы для будущих поколений. Научатся находить и достоверно оценивать информацию, наносить ее на карту, расставлять приоритеты и улаживать конфликты.

Получение практических компетенций, позволяющих освоить современное оборудование, применяемое при подготовке материалов для изготовления аккумуляторов химических источников тока (ХИТ). Расширение химические и технологические знания и навыки.

Участники: 16-20 студентов 1-4 курсов, разделенных на 4 проектных команд

Продолжительность: 4 дня (3 дня работы над проектом + 1 день на защиту проектов)

Руководители ШМУ: Масютин Яков Андреевич, Ван Елена Юрьевна

Школа направлена на получение практических компетенций, позволяющих освоить современное оборудование, применяемое при подготовке материалов для изготовления аккумуляторов химических источников тока (ХИТ). Расширить химические и технологические знания и навыки.

Примерные темы проектов (возможны корректировки):

1. Li-ion Material Test. Влияние условий и режима измельчения на распределение углеродных частиц для анодных материалов. Будут исследованы различные углеродные материалы, как стандартные на основе графита, так и синтезированные наноуглеродные материалы. Будут подобраны условия режимов измельчения для различных объемов углеродного сырья, а именно ручное измельчение в агатовой ступке и механическое с помощью шаровой мельницы. Следующим этапом планируется изучение размеров полученных частиц и исследование их распределения.

2. Li-ion Size Test. Тестирование структуры и размера зерен приготовленной шихты для получения аккумуляторов монетного типа при помощи бинокулярного микроскопа и лазерного анализатора размера частиц. При решении данной проектной задачи будут получены пульпы различного состава на основе водного и неводного связующего, после чего они будут нанесены на металлическую фольгу и высушены в вакуумной печи. В результате сушки будет получен твердый продукт – шихта, который будет проанализирован по заданным свойствам – структура и размер зерен.

3. Li-ion Stand Test. Стендовые испытания собранных аккумуляторов монетного типа в условиях, создаваемых с помощью климатической камеры тепло-холод-влажность. При решении данной проектной задачи будут исследованы собранные в лаборатории ХИТ ВШЖС БФУ им. И.Канта аккумуляторы литий-ионных батарей монетного типа в условиях различных температур и относительной влажности в климатической камере, моделирующей данные параметры в диапазоне от -70 °C до +150 °C и 10-98 % соответственно. Далее данные аккумуляторы анализируются в режиме реального времени с помощью лабораторного тестера TMAX-5V 520 mA на основные показатели электрохимической эффективности.

4. Li-ion Stat Test. Статистический анализ кривых заряда-разряда собранных аккумуляторов монетного типа. При решении данной проектной задачи будут использованы экспериментальные данные, полученные при первичном анализе собранных ячеек (напряжении разомкнутой цепи (НРЦ), удельная емкость) и на стендах тестирования хим. источников тока Neware CT-4080T-5V 50mA-164, (построенные кривые заряда-разряда, НРЦ, кулоновская эффективность между различными циклами, необратимая емкость анодного материала, необратимая емкость катодного материала, средне разрядное напряжение).