В настоящее время интенсивно развивается применение электронных микроскопов в медицине, в том числе сканирующих электронных микроскопов (СЭМ), разработанных для решения огромного количества проблем в различных областях с широким диапазоном ускоряющих электроны напряжений, энергии электронных пучков. Разработка СЭМ с определёнными эмиссионными характеристиками, с диапазоном более низких энергий пучков для исследования биообразцов является актуальной задачей, т. к. модификация СЭМ для решения задач, например, в медицине, позволило бы получать более качественные изображения биообразцов в диагностике и наблюдении эффективности терапии. Для разработки новых СЭМ с определёнными характеристиками предлагается проведение менее затратных исследований с помощью численных методов на основе математических моделей процессов в электронно-оптических системах СЭМ. В связи с этим в данной работе ставится задача определения размера и формы пучка, основных эмиссионных характеристик полевого электронного катода (ПЭК) СЭМ, находящегося под воздействием возбуждающего электронную эмиссию электрического поля и внешнего продольного магнитного поля путем исследования движения крайнего электрона пучка с учетом влияния пространственного заряда электронов пучка, внешнего магнитного поля. В модели ПЭК аппроксимируется параболоидом вращения, вводится понятие граничного "крайнего" электрона, траекторией которого определяются форма и размер пучка. Задача расчета эмиссионных характеристик вдоль траектории крайнего электрона ПЭК решается с помощью математической модели, включающей следующие уравнения: движения "крайнего" электрона, Максвелла вне и внутри пучка, непрерывности плотности тока, уравнения Фаулера-Нордгейма. В итоге получена система из 18 обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка, численный расчет которых с помощью метода Рунге-Кутта 4 порядка позволяет получить эмиссионные характеристики ПЭК. В результате предполагается целесообразность модификации СЭМ для более эффективного применения в области медицины с учетом все более широкого применения их в диагностике заболеваний и возможного улучшения качества изображений за счет разработки ПЭК СЭМ с более подходящими характеристиками.
Currently, the use of electron microscopes in medicine is developing intensively, including scanning electron microscopes (SEM), which are designed to solve a huge number of problems in various fields with a wide range of electron accelerating voltages and electron beam energies. The development of an SEM with certain emission characteristics, with a range of lower beam energies for the study of biological samples, is an urgent task because modifying the SEM to solve problems in medicine, for example, would make it possible to obtain higher-quality images of biospecimens for diagnostics and monitoring the effectiveness of therapy. To develop new SEMs with certain characteristics, it is proposed to conduct less expensive research using numerical methods based on mathematical models of processes in electron-optical SEM systems. In this regard, this work sets the task of determining the size and shape of the beam, the main emission characteristics of the field electron cathode (FEC) of the SEM, which is under the influence of the electric field that excites electron emission and the external longitudinal magnetic field by studying the movement of the outermost electron of the beam, taking into account the influence of space charge beam electrons, external magnetic field. In the model, the FEC is approximated by a paraboloid of rotation, and the concept of a boundary “outermost” electron is introduced, the trajectory of which determines the shape and size of the beam. The problem of calculating the emission characteristics along the trajectory of the outermost electron of a FEC is solved using a mathematical model that includes the following equations: motion of the "outermost" electron, Maxwell outside and inside the beam, continuity of the current density, Fowler-Nordheim equation. As a result, a system of 18 first-order ordinary differential equations was obtained, the numerical calculation of which using the 4th order Runge-Kutta method allows us to obtain the emission characteristics of the FEC. As a result, it is suggested that it would be feasible to modify SEMs for more effective use in the medical field, taking into account their increasing use in disease diagnosis and the possible improvement of image quality through the development of FEC SEMs with more suitable characteristics.

Актуальность изучения микроэлементного состава почв и растительного покрова северных территорий обусловлена, во-первых, ролью микроэлементов в почвообразовании в условиях криолитозоны, во-вторых, влиянием микроэлементного фона растений на физиологические функции животных и человека. При этом особого внимания заслуживают тяжелые металлы, представляющие угрозу для всех живых организмов в связи с тем, что они способны накапливаться. В статье приведены данные о содержании свинца, кадмия и цинка в надземных частях луговых трав, произрастающих в условиях криолитозоны - в Хангаласском районе, расположенном в Центрально-Якутской биогеохимической провинции. Атомно-абсорбционный спектральный анализ показал, что уровень свинца в надземных частях изученных растений значительно варьировал в зависимости от места сбора, но не превышал предельно допустимых концентраций, тогда как концентрация цинка в некоторых пунктах сбора трав превышала предельно допустимые концентрации. Необходимость изучения уровня свинца и кадмия в растениях обусловлена тем, что они являются первичным звеном на пути перемещения токсических элементов по трофической цепи в организм человека. Свинец и кадмий, являясь канцерогенами, могут накапливаться в паренхиматозных органах и влиять на заболеваемость и смертность населения Севера.
The importance of studying the microelement composition of soils and vegetation in the Northern territories is due to the role of microelements in soil formation under cryolithozone conditions, and secondly, the influence of the microelement background of plants on the physiological functions of animals and humans. At the same time, heavy metals deserve special attention as they pose a threat to all living organisms due to their ability to accumulate. The article presents data on the content of heavy metals in the aboveground parts of meadow grasses growing under cryolithozone conditions - in the Khangalassky district, located in the Central Yakut biogeochemical province. Atomic absorption spectral analysis showed that the content of heavy metals - cadmium and lead - in the aboveground parts of the studied plants varied significantly depending on the place of collection, but did not exceed the maximum permissible concentrations. The concentration of zinc in some of the herbal collection points exceeded the maximum permissible concentrations. The need to study the content of heavy metals in plants is due to the fact that they are the primary link in the movement of toxic elements along the trophic chain into the human body. Lead and cadmium accumulate in parenchymal organs, are carcinogenic and affect the morbidity and mortality of the northern population.

Pyrola incarnatа - типичный бореальный вид, который широко распространен в таежной зоне. В Центральной Якутии часто выступает как содоминант в травяно-кустарничковом ярусе лиственничных лесов. По результатам анализа геоботанических описаний, сделанных по методу Браун-Бланке, все фитоценозы с участием P. incarnatа нами разделены на 4 ассоциации (асс. Saxifrago bronchialis-Pinetum sylvestris, асс. Limnado stelleri-Laricetum cajanderi, асс. Aquilegio parviflorae-Laricetum cajanderi и асс. Ledo palustris-Laricetum cajanderi), которые относятся к классу хвойных лесов Vaccinio-Piceetea Br.-Bl., Siss. et Vlieger 1939 [1]. В статье приведены данные по анализу экологических параметров и флористического анализа лесных сообществ с участием Pyrola incarnatа. Выявлены ведущие семейства и сопутствующие виды, которые участвуют в сложении фитоценоза вместе с P. incarnatа, зависимость состояния P. incarnatа от флористического состава фитоценозов. Оценка экологических предпочтений P. incarnatа осуществлена в соответствии с методом экологических шкал факторов увлажнения и богатства-засоленности. В результате анализа описаний нами установлено, что данный вид характеризуется широким варьированием устойчивости по условиям увлажнения, выбирает для произрастания участки от сухолугового до сыролугового типа увлажнения (ступени шкалы от 59,2 до 68,3), а по фактору богатства-засоленности предпочитает довольно богатые почвы (ступень от 8,2 до 11,5). При этом фитоценозы асс. Ledo palustris-Laricetum cajanderi, Limnado stelleri-Laricetum cajanderi и Saxifrago bronchialis-Pinetum sylvestris, четко распределились по градиентам богатства-засоленности и увлажнения, а сообщества асс. Aquilegio parviflorae - Laricetum cajanderi больше тяготеют к сухолуговым условиям и расположились полностью поверх показателей сообществ ассоциации Saxifrago bronchialis-Pinetum sylvestris, частично наложились на область показателей ассоциации Limnado stelleri-Laricetum cajanderi, при этом не касались области более влажных условий зоны распространения фитоценозов ассоциации Ledo palustris-Laricetum cajanderi.
Pyrola incarnata is a typical boreal species that is widespread in the taiga zone. In Central Yakutia, it often acts as a co-dominant in the herbaceous-shrub layer of larch forests. Based on the results of analysis of geobotanical descriptions according to the Brown-Blanke method, all phytocenoses with the participation of P. incarnata were divided into 4 associations (acc. Saxifrago bronchialis-Pinetum sylvestris, acc. Limnado stelleri-Laricetum cajanderi, acc. Aquilegio parviflorae-Laricetum cajanderi and acc. Ledo palustris-Laricetum cajanderi), which belong to the class of coniferous forests Vaccinio-Piceetea Br.-Bl., Siss. et Vlieger 1939 [1]. The article presents data on the analysis of environmental parameters and floristic analysis of forest communities with the participation of Pyrola incarnata. The leading families and related species involved in the formation of phytocenoses together with P. incarnata, the dependence of the state of P. incarnata on the floral composition of phytocenoses were identified. The identification of the ecological preferences of P. incarnata was carried out according to the method of environmental humidity indicators and richness factors-salinity. As a result of the studies conducted in the conditions of Central Yakutia, we have found out that the species is characterised by a relatively wide range of tolerance in terms of the moisture factor. It prefers growth sites from dry meadows to raw meadows type of moisture, stages from 59.2 to 68.3, and in terms of the richness-salinity prefers rather rich soils, stages from 8.2 to 11.5. At the same time, the phytocenoses of assoc. Ledo palustris-Laricetum cajanderi, Limnado stelleri-Laricetum cajanderi and Saxifrago bronchialis-Pinetum sylvestris were clearly distributed along the gradients of richness-salinity and moisture, and the communities of assoc.. Aquilegio parviflorae-Laricetum cajanderi tends towards dry meadow conditions and is located completely on top of the indicators of the communities of the association Saxifrago bronchialis-Pinetum sylvestris, and partially overlapping the area. The indicators of the Limnado stelleri-Laricetum cajanderi assoc. did not affect the area of wetter conditions, the zone of distribution of the phytocenoses of the Ledo palustris - Laricetum cajanderi assoc.

Межпланетное магнитное поле (ММП), вмороженное в плазму солнечного ветра, определяет уровень геомагнитной активности и существенно влияет на крупномасштабную структуру высокоширотной ионосферы. Вариации компонент ММП приводят к нестационарности электрического поля магнитосферной конвекции, вызывая изменения пространственно-временного распределения заряженных частиц в ионосфере. Ситуацию усложняет факт несовпадения географического и геомагнитного полюсов, который приводит к контролю параметров высокоширотной ионосферы мировым временем (UT-контроль). Эффект несовпадения полюсов наиболее ярко выражен в зимнее время. Поэтому в настоящей работе в рамках нестационарной математической модели области F ионосферы в переменных Эйлера с учетом несовпадения географического и геомагнитного полюсов исследовано влияние компонент межпланетного магнитного поля на крупномасштабную структуру высокоширотной ионосферы в зимний период. Для этого использована модель высокоширотных электрических потенциалов Веймера, зависящая от ММП. В результате численного моделирования показано, что компоненты ММП влияют на форму, размер и пространственно-временное расположение основных структурных особенностей высокоширотной ионосферы в зависимости от мирового времени. Получен эффект раздвоения Һязыка ионизацииһ, который требует экспериментального подтверждения. Полученные результаты демонстрируют, что разработанная нестационарная трехмерная модель ионосферы в переменных Эйлера может быть применена в исследовании ионосферных возмущений, в том числе возмущений ионосферы, связанных с изменениями компонентов ММП.
The interplanetary magnetic field (IMF), frozen into the solar wind plasma, determines the level of geomagnetic activity and significantly affects the large-scale structure of the high-latitude ionosphere. Variations in the IMF components lead to non-stationarity of the magnetospheric convection electric field, causing changes in the spatio-temporal distribution of charged particles in the ionosphere. The situation is complicated by the fact that the geographic and geomagnetic poles do not coincide, which leads to universal time control (UT control) of the parameters of the high-latitude ionosphere. The effect of the poles displacement is most manifest in winter. Therefore, in this work, within the framework of a nonstationary mathematical model of the F-region of the ionosphere in Euler variables, taking into account the displacement between the geographic and geomagnetic poles, we study the influence of the interplanetary magnetic field components on the large-scale structure of the high-latitude ionosphere in winter. For this, the Weimer model of high-latitude electric potentials, which depends on the IMF, was used. As a result, of numerical modelling, it is shown that the IMF components affect the shape, size and spatio-temporal location of the main structural features of the high-latitude ionosphere depending on universal time. The obtained effect of ionisation tongue separation requires experimental confirmation. The obtained results demonstrate that the developed non-stationary three-dimensional model of the ionosphere in Euler variables can be applied to the study of ionospheric disturbances, including ionospheric disturbances associated with changes in the IMF components.

В данной работе сообщается о разработанных нашей группой в ИКФИА СО РАН методах прогноза негативных проявлений космической погоды на основе наземных измерений космических лучей. Такие проявления регистрируются на Земле в виде понижений галактических космических лучей, известных под названием эффекты Форбуша, различного типа геомагнитных и ионосферных возмущений, а также полярных сияний. Причем последние являются единственным, видимым непосредственно невооруженным глазом человека проявлением космической погоды, а остальные регистрируются только с помощью различных приборов. Все эти явления обусловлены прохождением через орбиту Земли, например, значительных потоков заряженных частиц солнечного и межпланетного происхождения, межпланетных ударных волн, выбросов корональной массы вещества Солнца и высокоскоростных потоков солнечного ветра, которые обусловлены уровнем вспышечной и корональной активности Солнца. Их наличие определяет состояние космической погоды в окрестностях Земли. Для мониторинга состояния околоземного космического пространства мы не только используем данные наземных станций космических лучей, но и привлекаем несколько методов анализа этих измерений. С другой стороны, для верификации событий мы также используем информацию о Dst-индексе состояния геомагнитного поля, а также данные прямых измерений параметров межпланетной среды на космических аппаратах ACE, WIND, SOHO и DSCOVR, находящихся в точке либрации L1. В результате мы создали методы краткосрочного (до 1-3 суток) прогноза наземных проявлений космической погоды. Полученные нами результаты указывают на возможность осуществления в режиме реального времени прогноза начала сильных геомагнитных бурь на основе использования только данных наземных измерений станций космических лучей.
This work reports on the methods developed by our group at ShICRA SB RAS to forecast negative manifestations of space weather from ground-based measurements of cosmic rays. Such manifestations are registered on the Earth in the form of decreases in galactic cosmic rays known as the Forbush effects, various types of geomagnetic and ionospheric disturbances, as well as auroras. Only the latters are directly visible to the naked eye, while the rest can only be detected with the help of various instruments. These occurrences are all caused by passage through the Earth’s orbit, such as the substantial influxes of charged particles from both solar and interplanetary sources, interplanetary shock waves, ejections of solar material and high-speed solar wind streams, all of which are attributed to the level of solar flares and coronal activity. The state of near-Earth space weather is determined by their presence. To monitor this state, we use data collected from ground-based cosmic ray stations and employ multiple methods to analyse these measurements. Additionally, we incorporate data from the Dst-index of the geomagnetic field and measurements of the interplanetary environmental parameters gathered by ACE, WIND, SOHO and DSCOVR spacecraft at the L1 libration point to confirm events. This has led to the development of techniques for predicting terrestrial effects of space weather in the short-term (1-3 days). Our findings suggest that it is feasible to predict the occurrence of severe geomagnetic storms in real-time through the utilisation of solely ground-based measurements from cosmic ray stations.

В работе представлены результаты исследования по поиску корректных методов измерения импульса тока большого значения, которые будут применены для проведения исследований по электропластическому эффекту. Электропластическим эффектом называется влияние импульсов электрического тока на пластическое течение металлов. Технология электропластической обработки металлов давлением - это относительно новый процесс формоизменения металлов, который является энергоэффективным, экологически чистым и универсальным. В частности, он может быть использован для обработки металлов или сплавов, которые трудно обрабатывать с помощью обычных производственных процессов. Для экспериментального исследования электропластического эффекта появилась необходимость измерения импульсных токов большой величины, причем не только по амплитуде, но и по форме импульса. Импульсный ток вызывает образование вблизи проводников переменного электромагнитного поля, поэтому его можно измерять трансформатором тока Роговского. В результатах работы представлены принципиальная электрическая схема и фотография с внешним видом экспериментальной установки для исследования электропластического эффекта. Показаны результаты измерений значения тока, падения напряжения на образце и зависимости пиковых значений напряжения на образце от пикового значения тока. После произведения расчетов и перенормировки данных для падения напряжения на образце по пиковому значению тока, полученного на трансформаторе, авторы получили искомые значения тока. Произведена оценка погрешности данного метода через расчет суммарной емкости конденсаторов, которая не превышает 2%.
The paper presents the results of a study on the search for correct methods for measuring a high-value current pulse, which will be used to conduct research on the electroplastic effect. The electroplastic effect is the effect of electric current pulses on the plastic flow of metals. Electroplastic metal forming technology is a relatively new metal forming process that is energy efficient, environmentally friendly and versatile. In particular, it can be used to process metals or alloys that are difficult to process using conventional manufacturing processes. For the experimental study of the electroplastic effect, it became necessary to measure pulse currents of large magnitude, not only in amplitude, but also in the shape of the pulse. The pulsed current causes the formation of an alternating electromagnetic field near the conductors, so it can be measured with a Rogovsky current transformer. The results of the work present a schematic electrical diagram and a photograph with the appearance of an experimental installation for the study of the electroplastic effect. The results of measurements of the current value, the voltage drop on the sample and the dependence of the peak voltage values on the sample on the peak current value are shown. After making calculations and renormalising the data for the voltage drop on the sample according to the peak value of the current obtained on the transformer, the authors obtained the desired current values. The error of this method is estimated by calculating the total capacitance of capacitors, which does not exceed 2%.

Определено время ближайшего общего предка (TMRCA) мужчин саха с гаплогруппой N3а2-M1982 Y-хромосомы по 23 STR-маркерам с использованием рассчитанной нами константы интенсивности мутаций Y-STR-локусов. Полученные значения TMRCA указывают на период ~1300-1400 лет назад (VI-VII вв.н.э), связанный с первичной экспансией численности популяции. На основании генетических данных и анализа текстов древних китайских летописей выдвинута гипотеза о связи предковой популяции саха с народом юйчжэ, поставлявшим мамонтовую кость в Китай.
Time to the most recent common ancestor (TMRCA) of Sakha men with haplogroup N3a2-M1982 of the Y chromosome was evaluated by 23 STR markers using the mutation rate constant of Y-STR loci that we had previously calculated. The obtained TMRCA values indicate a period of ~1300-1400 years ago (VI-VII centuries AD), associated with the primary expansion of the population. Based on genetic data and analysis of texts from ancient Chinese chronicles, a hypothesis has been put forward about the connection of the ancestral Sakha population with the Yuzhe people, who supplied mammoth ivory to China.

Исследование посвящено изучению взаимосвязи полиморфизма rs9939609 гена FTO с индексом массы тела (ИМТ) в популяции якутов. Выборка состояла из участников якутской национальности без сахарного диабета. Был проведен анализ распределения частот встречаемости аллелей и генотипов, а также анализ показателей ИМТ в группах с различными генотипами полиморфизма rs9939609 гена FTO, в ходе которого обнаружено сходство в соотношениях частот аллелей с популяциями Восточной и Южной Азии. Установлена слабая связь ожирения с аллелем риска А при сравнивании группы с нормальным ИМТ и объединенной группой ожирение+предожирение.
The study is devoted to studying the relationship between the rs9939609 polymorphism of the FTO gene and body mass index (BMI) in the Yakut population. The sample consisted of 521 participants of Yakut nationality without diabetes mellitus. An analysis of the distribution of frequencies of occurrence of alleles and genotypes was carried out, as well as an analysis of BMI indicators in groups with different genotypes of the rs9939609 polymorphism of the FTO gene, during which similarities were found in the ratios of allele frequencies with populations of East and South Asia. The study showed a weak association of obesity with the risk allele A when comparing the group with normal BMI and the combined group of obesity + pre-obesity.

Проведена оценка состояния перекисного окисления липидов и системы глутатиона у больных раком легкого в зависимости от гистологической формы и стадии заболевания. Интенсивность свободно радикального окисления липидов оценивали по накоплению мало нового диальдегида. Показатели системы глутатиона оценивали по концентрации восстановленной формы глутатиона и активности ферментов: глутатион пероксидазы, глутатионредуктазы, глутатионтрансферазы. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что по мере развития клинической стадии рака легких уровень перекисного окисления липидов увеличивается на фоне угнетения активности фермента глутатионредуктазы. Более высокий уровень малонового диальдегида у пациентов с аденокарциномой позволяет предположить, что окислительный стресс играет достаточно важную роль в развитии данной опухоли.
The evaluation of the status of lipid peroxidation and the glutathione system in patients with lung cancer depending on the histological form and stage of the disease has been carried out. The intensity of free radical oxidation of lipids was assessed by the accumulation of malondialdehyde. The indicators of the glutathione system were assessed by the concentration of the reduced form of glutathione and the activity of enzymes: glutathione peroxidase, glutathione reductase, glutathione transferase. Our data indicate that as the clinical stage of lung cancer develops, the level of lipid peroxidation increases, against the background of inhibition of the glutathione reductase activity). Higher levels of malondialdehyde in patients with adenocarcinoma suggest that tumor development may be more closely related to oxidative stress.

Роль патогенных вариантов гена MY015A в этиологии потери слуха в мире слабо изучена, поскольку относительно крупный размер гена (66 экзонов) предполагает поиск каузативных вариантов с использованием NGS технологий, которые пока в недостаточной степени используются в рутинной практике. Целью данной работы является описание редкого варианта с.7636С>Т p.(Gln2546*) гена MY01SA, обнаруженного в гомозиготном состоянии у двоих сибсов с прелингвальной глубокой сенсоневральной потерей слуха из бурятской семьи. Ранее этот вариант был найден только у одного пациента в компаунд-гетерозиготном состоянии с другим нонсенс-вариантом гена MY015A в Бразилии и описан как патогенный. Идентификация варианта с.7636С>Т p.(Gln2546*) в гомозиготном состоянии у бурятских сибсов может свидетельствовать либо о редком случае эндогамного брака, либо о более широком распространении данного варианта в регионе озера Байкал
The role of pathogenic variants of the MY015A gene in the etiology of hearing loss has not been sufficiently studied in the world, since the larger size of the gene (66 exons, 71 kb) suggests the search for pathogenic variants using NGS technologies, which are not yet sufficiently used in routine practice. In this regard, it is relevant to study the role of pathogenic variants of the MY015A gene in the etiology of non-syndromic forms of hearing impairments The purpose of this work is to describe the rare pathogenic variant c.7636C>T p.(Gin2546*) in the MY015A gene, found in a homozygous state in two siblings with prelingual profound sensorineural hearing loss from a Buryat family. Previously, this variant was found only in one patient in a compound-heterozygous state with another nonsense variant in the MY015A gene in Brazil and described as pathogenic. Detection of variant c.7636C>T p.(Gln2546*) in a homozygous state in Buryat siblings may indicate either a rare case of endogamous marriage or a wider distribution of this variant in the Lake Baikal region.