Role of coupling delay in oscillatory activity in autonomous networks of excitable neurons with dissipation

We study numerically the effects of time delay in networks of delay-coupled excitable FitzHugh Nagumo systems with dissipation. The generation of periodic self-sustained oscillations and its threshold are analyzed depending on the dissipation of a single neuron, the delay time, and random initial conditions. The peculiarities of spatiotemporal dynamics of time-delayed bidirectional ring-structured FitzHugh-Nagumo neuronal systems are investigated in cases of local and nonlocal coupling topology between the nodes, and a first-order nonequilibrium phase transition to synchrony is established. It is shown that the emergence of oscillatory activity in delay-coupled FitzHugh-Nagumo neurons is observed for smaller values of the coupling strength as the dissipation parameter decreases. This can provide the possibility of controlling the spatiotemporal behavior of the considered neuronal networks. The observed effects are quantified by plotting distributions of the maximal Lyapunov exponent and the global order parameter in terms of delay and coupling strength.Comment: 14 pages, 17 figure

ЕКСПРЕСІЯ ЕНДОТЕЛІАЛЬНОГО ФАКТОРА РОСТУ СУДИН У КОРІ ВЕЛИКОГО МОЗКУ ПРИ ПОРУШЕННЯХ КРОВООБІГУ ЗА УМОВ ПОПЕРЕДНЬОЇ СЕНСИБІЛІЗАЦІЇ МОЗКОВИМ АНТИГЕНОМ ТА ІМУНОКОРЕКЦІЇ

Introduction. The vascular endothelial growth factor (VEGF) is a signaling protein that stimulates angiogenesis and performs trophic functions, including in the nervous system. The indicated growth factor affects the processes of development and migration of nerve cells, their survival.The aim of the study – to evaluate changes in the expression of VEGF in the cerebral cortex of circulatory disturbances under conditions of preliminary sensitization by brain antigen and immunocorrection.Results. Observations have shown that sensitization by brain antigen leads to expressive neurodegenerative changes in the sensorimotor cortex and a significant decrease in VEGF expression in neurons. An increase in neurodege­nerative and destructive changes in the cerebral cortex and a more significant decrease in the expression of VEGF in neurons characterize embolism of blood vessels of the hemocamcirculatory bed on the background of previous sensitization. In this case, partial recovery after a circulatory disturbance against the background of sensitization occurs more slowly than when the latter do not perform. This can be considering as an immunosupressive suppression of compensatory and restorative processes induced by sensitization. The increase in the number of glial cells observed after the ischemic attack was accompanied by an increase in expression of VEGF.Immunophane significantly reduces the severity of neurodegenerative changes and a decrease in the expression of VEGF caused by both impaired circulations in the cerebral cortex and sensitization. This can be due either to the direct influence of the immunophane, due to its antioxidant properties, and indirectly, due to the relative activation of T-regulatory cells that act as one of the neuroprotective factors that activated after ischemia.Conclusions. Sensitization by brain antigen results in expressive neurodegenerative changes in the sensorimotor cortex and a decrease in VEGF expression in neurons.Embolism of cerebral vessels against the background of previous sensitization, characterized by increased neurodegenerative and destructive changes, an express decrease in VEGF expression and a slowing down of the recovery processes in the cerebral cortex.Immunophane significantly reduces the severity of neurodegenerative changes and a decrease in the expression of VEGF caused by both impaired circulations in cerebral cortex and sensitization.Введение. Эндотелиальный фактор роста сосудов (VEGF) является сигнальным протеином, который стимулирует ангиогенез и выполняет трофические функции, в том числе в нервной системе. Указанный фактор роста влияет на процессы развития и миграции нервных клеток, их выживание.Цель исследования – оценить изменения экспрессии VEGF в коре больших полушарий головного мозга при нарушениях кровообращения в условиях предварительной сенсибилизации мозговым антигеном и иммунокоррекции.Материал и методы. При моделировании транзиторной ишемии и коррекции нейродегенеративных изменений иммунофаном был проведен эксперимент на 135 белых половозрелых крысах-самцах массой 260–290 г. Были применены гистологические, иммуногистохимический, морфометрический и статистический методы исследования.Результаты. Проведенные наблюдения показали, что сенсибилизация мозговым антигеном приводит к выразительным нейродегенеративным изменениям в сенсомоторной коре и достоверному снижению экспрессии VEGF в нейронах. Эмболия сосудов гемомикроциркуляторного русла на фоне предшествующей сенсибилизации характеризуется усилением нейродегенеративных и деструктивных изменений в коре головного мозга и более существенным уменьшением экспрессии VEGF в нейроцитах. При этом частичное восстановление после нарушения кровообращения на фоне сенсибилизации происходит медленнее, чем тогда, когда последняя не проводилась. Это можно рассматривать как иммунозависимое подавление компенсаторно-восстановительных процессов, индуцированных сенсибилизацией. Увеличение количества глиоцитов, наблюдавшееся после ишемической атаки, сопровождалось ростом в них экспрессии VEGF.Иммунофан достоверно уменьшает выраженность нейродегенеративных изменений и снижение экспрессии VEGF, вызванных как нарушением кровообращения в коре мозга, так и сенсибилизацией. Это может быть связано как с прямым влиянием иммунофана, обусловленным его антиоксидантными свойствами, так и опосредованно, за счет относительной активации Т-регуляторных клеток, которые выступают в качестве одного из нейропротекторных факторов, активирующихся после ишемии.Выводы. Сенсибилизация мозговым антигеном приводит к выразительным нейродегенеративным изменениям в сенсомоторной коре и снижению экспрессии VEGF в нейроцитах.Эмболия сосудов головного мозга на фоне предшествующей сенсибилизации характеризуется усилением нейродегенеративных и деструктивных изменений, выразительным уменьшением экспрессии VEGF и замедлением восстановительных процессов в коре головного мозга.Иммунофан достоверно уменьшает выраженность нейродегенеративных изменений и снижение экспрессии VEGF, вызванных как нарушением кровообращения в коре мозга, так и сенсибилизацией.Вступ. Ендотеліальний фактор росту судин (VEGF) є сигнальним протеїном, який стимулює ангіогенез та виконує трофічні функції, у тому числі в нервовій системі. Зазначений фактор росту впливає на процеси розвитку та міграції нервових клітин, їх виживання.Мета дослідження – оцінити зміни експресії VEGF у корі великих півкуль головного мозку при порушеннях кровообігу за умов попередньої сенсибілізації мозковим антигеном та імунокорекції.Матеріал і методи. При моделюванні транзиторної ішемії та корекції нейродегенеративних змін імунофаном був проведений експеримент на 135 білих статевозрілих щурах-самцях масою 260–290 г. Були застосовані гістологічні, імуногістохімічний, морфометричний та статистичний методи дослідження.Результати. Проведені спостереження показали, що сенсибілізація мозковим антигеном очікувано призводить у сенсомоторній корі до виразних нейродегенеративних змін та вірогідного зниження експресії VEGF у нейро­цитах. Емболія судин гемомікроциркуляторного русла на фоні попередньої сенсибілізації характеризується посиленням нейродегенеративних та деструктивних змін у корі мозку та більш суттєвим зменшенням експресії VEGF у нейроцитах. При цьому часткове її відновлення після порушення кровообігу на фоні сенсибілізації відбувається повільніше, ніж тоді, коли остання не проводилася. Це можна розглядати як імунозалежне пригнічення компенсаторно-відновлювальних процесів, індукованих сенсибілізацією. Збільшення кількості гліоцитів, що спостерігалося після ішемічної атаки, супроводжувалося зростанням у них експресії VEGF.Імунофан вірогідно зменшує виразність нейродегенеративних змін та зниження експресії VEGF, викликаних як порушенням кровообігу в корі мозку, так і сенсибілізацією. Це може бути пов’язано як з прямим впливом імунофану, обумовленим його антиоксидантними властивостями, так і опосередковано, за рахунок відносної активації системи Т-регуляторних клітин, яка є одним із нейропротекторних факторів, що активуються після ішемії.Висновки. Сенсибілізація мозковим антигеном призводить до виразних нейродегенеративних змін у сенсомоторній корі та зниження експресії VEGF у нейроцитах.Емболія судин гемомікроциркуляторного русла на фоні попередньої сенсибілізації характеризується посиленням нейродегенеративних та деструктивних змін у корі мозку, виразнішим зменшенням експресії VEGF та уповільненням відновлювальних процесів.Імунофан вірогідно зменшує виразність нейродегенеративних змін та зниження експресії VEGF, викликаних як порушенням кровообігу в корі мозку, так і сенсибілізацією

Организационные структуры управления интеллектуальной собственностью стран СНГ как фактор создания свободного рынка инноваций

The article is devoted to the issues of creating a barrier-free environment for free circulation in the intellectual property market of the post-Soviet countries, which today is in a depressing state. One of the factors of its successful functioning is the unification of the regulatory framework, the creation of a single market principle, and the coordination of the work of patent offices. The purpose of the study is to establish the specifics of the work of the patent offices of the Commonwealth of Independent States to ensure adequate mutual protection of intellectual property, including with countries that are not part of the Eurasian Economic Union, but with which the economic and cultural relationships that have been established for decades are maintained. The analysis of organizational management structures in the field of intellectual property in the CIS countries has shown that along with the general principles of their work, there are numerous features of their activities. The main research method was structural-logical and comparative analysis. Common features are identified, positive experience is generalized, typical shortcomings of both organizational structures as a whole and individual structural units are noted. The place of patent offices in the general system of public administration is determined. The specifics of performing functions, the composition of which differs significantly in different countries, are disclosed. The features of interaction with patent offices are determined. Recommendations for improving the structures and the standard structure of the patent office are proposed.Статья посвящена вопросам создания безбарьерной среды свободного обращения на рынке интеллектуальной собственности стран постсоветского пространства, который сегодня пребывает в удручающем состоянии. Одним из факторов его успешного функционирования является унификация нормативной базы, создание единых принципов рынка, координация работы патентных ведомств. Целью исследования является установление особенностей работы патентных ведомств стран Содружества независимых государств (СНГ) для обеспечения адекватной взаимной охраны интеллектуальной собственности, в том числе со странами, не входящими с состав Евразийского экономического союза, но с которыми поддерживаются сложившиеся десятилетиями экономические и культурные взаимосвязи. Анализ организационных структур управления в сфере интеллектуальной собственности в странах СНГ показал, что наряду с общими принципами их работы имеются многочисленные особенности деятельности. Основным методом исследования послужил структурно-логический и сопоставительный анализ. Выявлены общие черты, обобщен положительный опыт, отмечены типичные недостатки как организационных структур в целом, так и отдельных структурных подразделений. Определено место патентных ведомств в общей системе государственного управления. Раскрыта специфика выполнения функций, состав которых существенно отличается в различных странах. Определены особенности взаимодействия с патентными ведомствами. Предложены рекомендации по совершенствованию структур и типовая структура патентного ведомства

Results of lumbar interbody fusion in elderly patients with lumbar spinal stenosis associated with cauda equina syndrome

Background: Currently, there are no clear recommendations on the timing of surgical intervention for the slow development of cauda equina syndrome (CES) against the background of lumbar spinal stenosis (LSS) at the lumbar level in elderly patients. The information on the long-term effectiveness of decompressive and stabilizing interventions (DSI) in the lumbar spine in this pathology is also limited.Objective: To conduct a comparative analysis of the results of surgical treatment of elderly patients with LSS associated with CES after open and low-traumatic DSI.Material and methods: The retrospective study included 37 patients operated on between 2000 and 2020 for CES caused by LSS. Two groups were distinguished: in the first group (n = 17), an open DSI was performed with the median approach, in the second group (n = 20) a low-traumatic DSI was performed according to the author’s method. Technical features of interventions and specificity of the postoperative period, preoperative instrumental data, clinical parameters in dynamics, and complications were compared.Results: In a comparative analysis in the group of patients operated on with author’s low-traumatic DSI, smaller parameters were registered: the duration of the operation (p = 0.02), the blood loss (p = 0.003), the duration of inpatient treatment (p = 0.002), and the postoperative need for opioid analgesics (p < 0.05). In catamnesis, statistically significantly better clinical parameters of bladder sphincter control (p = 0.02) and motor function recovery (p = 0.01), Oswestry Disability Index (ODI) (p = 0.03) and the Short Form-36 (SF-36) (p = 0.01) were observed in patients of the group II, compared with the group I. A greater number of complications were noticed in the group of open DSI (p = 0.003), with a comparable frequency of reoperations in the follow-up period (p = 0.79).Conclusion: In elderly patients with CES-associated LSS, the advantages of the author’s low-traumatic DSI in comparison with open DSI were established of less blood loss and duration of hospitalization, low need for postoperative analgesia, the minimum number of complications, and the dynamics of neurological symptoms, better recovery of ODI and SF-36 in catamnesis

Developing an Individual Neurosurgical Strategy in Patients With a Two-Level Cervical Degenerative Disc Disease

Background: Little is written about substantiated clinical and biometric indications for dynamic stabilization, rigid fixation, and their combinations in patients with two-level degenerative disease of the cervical intervertebral discs (IVD).Objective: To study the risk factors for poor outcomes of two-segment interventions (total disk arthroplasty, TDA; anterior cervical discectomy and fusion, ACDF; and their combination) in patients with two-level degenerative diseases of the cervical IVD; to develop a custom clinical and instrumental assessment strategy for future interventions.Materials and methods: We retrospectively analyzed the outcomes in 118 patients with a two-level degenerative disease of the cervical IVD, who underwent TDA (n = 37), ACDF (n = 41), and their combination (n = 40) from 2005 to 2015. After this analysis, we built a mixed effects logistic regression model to identify and assess the impact of various risk factors on poor clinical outcomes in each intervention.Results: TDA correlated with favorable outcomes in patients with cervical lordosis over 12 °; I–III grade IVD changes according to Pfirrmann scale; I–II grade facet joints (FJ) changes according to Pathria criteria; no FJ tropism; segmental movements amplitude > 8 °; interbody space height ≤ 6 mm, and with no central spinal stenosis/spine interventions. Favorable ACDF outcomes may be achieved in patients with cervical lordosis ≥ 7 °; more than III grade IVD changes according to Pfirrmann scale; more than II grade changes in FJ according to Pathria criteria; segmental movements amplitude ≤ 8 °; interbody space height < 6 mm. FJ tropism, central spinal stenosis, and history of spine interventions do not affect ACDF outcomes.Conclusions: An individual approach to TDA, ACDF, and their combination as well as comprehensive preoperative clinical and instrumental assessment in patients with a two-level degenerative IVD disease contribute to the effective resolution of existing neurological symptoms, which reduced the pain severity in the cervical region and upper limbs, improve the patients’ functional status and quality of life in the late postoperative period, and reduce the number of postoperative complications and reinterventions