Основным направлением исследований коллектива является изучение механизмов транспорта кислорода в тканях организма, анализ закономерностей газообмена на уровне мельчайших микрососудов (артериол, капилляров, венул) коры головного мозга и скелетных мышц. Газообменный участок микрососудистой сети, где осуществляется эффективный перенос кислорода между кровью и тканями, включает в себя не только капилляры, но и более крупные микрососуды - артериолы и венулы. Мы изучаем закономерности диффузии кислорода через стенки артериол и венул коры головного мозга как в условиях нормы, так и при различных внешних воздействиях (гипероксия, гипоксия, гипокапния, гипотермия, гемодилюция, др.). Исследования проводятся на основе оригинального подхода, сочетающего в себе методику полярографических O₂-микроэлектродов и методику прижизненной микроскопии тканей. Главная особенность методики заключается в возможности проведения локальных измерений напряжения кислорода (Рo₂) при прямом визуальном контроле за кончиком микроэлектрода. Благодаря этому возможны измерения напряжения кислорода непосредственно на стенке артериол, капилляров, венул, а также в ткани, на известном удалении от стенки исследуемого микрососуда. С помощью данной методики возможна также оценка градиентов напряжения кислорода в системе микроциркуляции, а именно - оценка перепада напряжения кислорода по длине капилляра, измерение трансмуральных (чрезстеночных) градиентов Po₂ и др. В настоящее время исследования направлены на оценку газообменной функции артериальных и венозных микрососудов коры головного мозга. Показано, что практически все мельчайшие артериолы и венулы мозга снабжают окружающую их ткань кислородом. Для условий нормобарической гипероксии определены условия реализации тканевого диффузионного O₂ шунта (перенос части кислорода из крови артериол в кровь венул минуя капилляры). Показано, что этот механизм может служить эффективной защитой ткани мозга от повышенного парциального давления кислорода. Кроме того, изучается роль различных газообменных участков микрососудистой сети в обеспечении кислородом тканей мозга при гипоксической и анемической гипоксии. С этой целью производится также анализ трансмуральных и тканевых градиентов напряжения кислорода, являющихся важнейшими показателями уровня обеспечения ткани кислородом.