Ученые Башкирии получают крупные выплаты на развитие проектов

В Башкирии уделяют большое внимание поддержке науки. Недавно стало известно, что в республике появились новые меры поддержки молодых ученых. Глава Башкирии Радий Хабиров подписал указ, согласно которому молодые ученые республики смогут получить премии в размере 150 тысяч рублей. Вложения в науку создают все больше возможностей для реализации прорывных идей.

Как финансовая поддержка помогает ученым республики делать важные научные открытия? Какими уникальными проектами занимаются молодые исследователи Башкирии?

В нашем регионе с 2021 года действует республиканская программа мегагрантов, в рамках которой четыре лаборатории ведущих вузов республики уже получили по 75 миллионов рублей. Так, в лаборатории прикладной биофотоники Уфимского университета науки и технологий, открытой на средства мегагранта, ученые ищут решения в области сбора и интеллектуальной обработки мультимодальных данных медицинской диагностики — рамановской спектроскопии и оптической когерентной томографии, что даст возможность определения границ онкопатологий прямо во время операции. Подробности рассказал «Электрогазете» и.о. заведующего Кафедрой телекоммуникационных систем, директор Школы фотоники УУНиТ, кандидат технических наук Руслан Кутлуяров.

— Руслан Владимирович, расскажите, как появилась лаборатория?

— Лаборатория прикладной биофотоники была создана в 2021 году на средства мегагранта. На конкурс мы подали междисциплинарный проект, куда включили научные и прикладные наработки нескольких научных групп: в нашем университете — это группа по прикладному искусственному интеллекту, группа по интегральной фотонике и биофотонике; от Башкирского государственного медицинского университета — ученые, которые занимались хирургией в онкологии и практикующие офтальмологи. А руководителем этого проекта выступил приглашенный ученый — профессор Центра Сколтеха по фотонике и квантовым материалам Владимир Антонов, один из ведущих в России специалистов по нанофабрикации устройств фотоники. Соответственно, спектр научных интересов этих групп и определяет контур задач нашего проекта.

— Чем занимается лаборатория прикладной биофотоники?

— Самая главная задача, которую мы решаем — это определение границ онкологических патологий прямо во время операции. Пожалуй, самое важное — точно определить, где заканчивается опухоль и начинается здоровая ткань. Для этого мы предложили использовать сразу несколько методов диагностики. Для удобства хирурга мы разработали прототип миниатюрного эндоскопического зонда диаметром с карандаш с оптическими элементами на основе фотонных интегральных схем. Миниатюризация устройства достигнута благодаря применению нанотехнологий.

Второй важной частью проекта является создание алгоритмов и программного обеспечения, которые обрабатывают одновременно несколько потоков разнородных сигналов, содержащих диагностическую информацию. Разумеется, это делается на основе искусственного интеллекта. Полученные результаты показали свою эффективность как в офтальмологии, так и при определении границ опухолей.

— Какое оборудование вы используете в своих изысканиях?

— На средства гранта мы приобрели уникальный для российских университетов оптический когерентный томограф, на котором мы проводили эксперименты на модельных животных и собрали уникальный дата-сет (набор данных) об отличительных свойствах тканей с патологиями. Идея состоит в том, что одни и те же образцы тканей мы анализируем с помощью оптического когерентного томографа и рамановского спектрометра. Два прибора одновременно изучают один и тот же образец, и данные, полученные с них, анализируются разработанным нами интеллектуальным алгоритмом. А разрабатываемый миниатюрный зонд позволяет в дальнейшем выполнять мультимодальную диагностику прямо во время полостной операции. В перспективе, все это даст возможность хирургу получить все необходимые данные для принятия решения во время операции в реальном времени.

— Расскажите о практических результатах в офтальмологии.

— На офтальмологических данных, которых накоплено достаточно много, можно «обкатывать» некоторые новые алгоритмы интерпретации медицинских данных и проверять их эффективность. При этом мы решаем социально важные задачи. Например, существует такой диагноз, как возрастная макулярная дегенерация — ухудшение свойств глазного дна, которое проявляется у трети пациентов старшего возраста. Если эту болезнь неправильно лечить и упустить определенную стадию в её развитии, то изменения зрения пациента становятся необратимыми. Однако наш алгоритм способен подсказать врачу, когда изменения начинаются, и нужно срочно принимать меры. Это полезно для удаленных клиник, а также в случае, если медучреждение испытывает дефицит высококвалифицированных врачей-диагностов. По сути, наше программное обеспечение работает как система поддержки принятия врачебных решений: оно подсказывает доктору, что обнаружены специфические признаки заболевания на снимке, и доктор принимает обоснованное решение о стратегии лечения.
Если в офтальмологии мы уже работаем с данными людей (снимки), то в области хирургии опухолей — пока технология тестируется на животных, поскольку необходимо пройти все этапы сертификации. Тем не менее, результаты уже сейчас обнадеживают.

— Сколько ученых в вашей лаборатории?

— В лаборатории на текущий момент работает порядка 20 человек, также мы привлекаем специалистов от партнеров — офтальмологических клиник и БГМУ. Процесс подразумевает постоянные консультации со специалистами в других отраслях знаний.

— А какие планы и задачи на ближайшее время стоят перед лабораторией биофотоники?

— Сейчас мы занимаемся совершенствованием алгоритмов. То есть учим алгоритмы работать не только в идеализированном случае, когда мы точно знаем, что мы ищем, но и в случаях, когда есть какие-то сопутствующие заболевания, которые могли бы «запутать» алгоритм. Таким образом, мы повышаем точность постановки диагноза. И параллельно с этим продолжаем работу по совершенствованию интегральных оптических схем для оптического когерентного томографа — усложняем функционал, улучшаем характеристики, улучшаем технологию изготовления.

— Как вы оцениваете поддержку науки в республике?

— Наша команда в основном состоит из молодых ученых, которые реализуют свои научные идеи в приоритетных направлениях исследований, важных для республики, и поэтому поддерживаемых Евразийским НОЦ мирового уровня. Только в нашем университете создано девять молодежных лабораторий и две мегагрантовые лаборатории, в трех из них работают ученые из нашей научной школы.

В целом, я считаю, что за последние годы престиж профессии ученого существенно повысился. Это произошло и благодаря мероприятиям по популяризации науки, и во многом благодаря созданию принципиально новых условий для работы молодых ученых, в том числе, быстрого эффективного старта молодежи в науке. И в этом плане наша республика, определенно, является лидером в России по количеству и качеству мероприятий и их системности.

По работе мне довелось посетить университеты в разных регионах страны, и когда я рассказываю коллегам про то, как это работает в Башкирии — что существуют различные региональные гранты, меры поддержки, — часто вижу профессиональную белую зависть. Поэтому я совершенно точно могу сказать, что наша республика здесь выступает в авангарде.