Основной проблемой при гипоксической ишемической энцефалопатии новорожденных (ГИЭ) являются ранняя дифференциальная диагностика, прогнозирование и классификация заболевания, от результатов которых напрямую зависит дальнейший метод терапии, в частности, назначение терапевтической гипотермии. Существует прямая зависимость времени начала терапевтической гипотермии и долгосрочного неврологического исхода: чем раньше начата терапевтическая гипотермия, тем лучше прогноз для пациента. В обзоре проанализированы последние достижения в области системной биологии, направленные на раннюю дифференциальную диагностику ГИЭ в дополнение к клиническим: применение протеомных и метаболомных биомаркеров, а также внеклеточных везикул, для которых установлена связь с тяжестью ГИЭ и прогнозом исхода. Выявление селективных маркеров повреждения головного мозга у новорожденных в первые часы жизни затруднено из-за системного влияния гипоксии на весь организм. Особый интерес представляют метаболомные исследования крови новорожденных с использованием хромато-масс-спектрометрии, позволяющие анализировать сотни метаболитов на небольшом количестве биологического образца и определять паттерны, соответствующие повреждению мозга, что будет способствовать более точной и своевременной постановке диагноза ГИЭ для назначения терапевтической гипотермии.