CORRELATION OF BDNF, TOMM40, APOE, AQP5 GENE POLYMORPHISMS AND EFFICACY OF HUMAN - COMPUTER INTERFACES
Authors: Turovskiy Ya.A. , Gureev A.P. , Vitkalova I.Yu. , Chumachenko A.G. , Popov V.N. 
Published: December 2020

The aim of this paper is to assess the correlation of BDNF (brain derived neurotrophic factor), TOMM40 (translocase of outer mitochondrial membrane 40), APOE (apolipoprotein E), AQP5 (aquaporin 5), NFE2L2 (nuclear factor, erythroid 2 like 2), HTR2A (5-hydroxytryptamine receptor 2A), TPH2 gene polymorphisms and the efficacy of human-computer interfaces.
Materials and Methods. The authors applied IT methods, namely, human-computer interfaces, and molecular genetic techniques. The following human-computer interfaces were used: brain-computer interface (BCI), electromyographic interface (EI) and respiratory interface (RI). The accuracy of all interfaces was determined by the number of correctly selected by the trial subject blocks containing the required symbol. The molecular and genetic method was based on genotyping using PCP-RFLP analysis. Statistical processing of the results was carried out.
Results. It is shown that in the obtained multidimensional (up to 14 axes) space the variables reflecting the successfulness of myographic and respiratory interfaces closely correlate with the variables reflecting the failure of “brain-computer” interfaces. Moreover, the overestimation of the subjective time spent on the task is typical for failures.
Conclusion. Thus, the processes under consideration are closely dependent on maturation and differentiation of neurons, on nutrient transport through mitochondrial membrane, on apolipoprotein level, and on membrane water channels. However, the mechanism of such a correlation needs further research.
Keywords: genotyping, polymorphisms, neurocomputer interfaces, BDNF, TOMM40, APOE, AQP5.
Цель работы – оценка взаимосвязи между рядом полиморфизмов генов BDNF (brain derived neurotrophic factor), TOMM40 (translocase of outer mitochondrial membrane 40), APOE (apolipoprotein E), AQP5 (aquaporin 5), NFE2L2 (nuclear factor, erythroid 2 like 2), HTR2A (5-hydroxytryptamine receptor 2A), TPH2 и эффективностью освоения интерфейсов «человек – компьютер».
Материалы и методы. В работе были использованы ИТ-методы, которые заключались в использовании интерфейсов типа «человек – компьютер», и молекулярно-генетичекие методы. В качестве интерфейсов «человек – компьютер» выбраны следующие технические решения: интерфейс «мозг – компьютер», электромиграфический интерфейс и дыхательный интерфейс. Точность работы всех интерфейсов определялась по числу правильно выбранных блоков, содержащих необходимый символ, заданный испытуемому. Молекулярно-генетический метод основывался на проведении генотипирования с использованием ПЦП-ПДРФ-анализа. Полученные результаты статистически обрабатывались.
Результаты. Показано, что в полученном многомерном (до 14 осей) пространстве переменные, отражающие успешность освоения миографических и дыхательных интерфейсов, тесно соседствуют с переменными, отражающими неуспешность освоения интерфейсов «мозг – компьютер». При этом переоценка субъективного времени, затраченного на выполнение задания, характерна для пользователей, не достигших успеха.
Выводы. Данные процессы находятся в тесной зависимости от факторов созревания и дифференциации нейронов, транспортеров питательных веществ через митохондриальную мембрану, от уровня аполипопротеинов, от мембранных водных каналов, но механизм данной взаимосвязи нуждается в дальнейшем изучении.
Ключевые слова: генотипирование, полиморфизмы, нейрокомпьютерные интерфейсы, BDNF, TOMM40, APOE, AQP5.