Гипоксическая ишемическая энцефалопатия остается одной из ведущих причин неонатальной смертности и инвалидизации. Экспериментальные данные свидетельствуют о потенциальных нейропротекторных свойствах ксенона, однако механизмы и выраженность его эффекта изучены недостаточно. Целью работы было оценить нейропротекторные свойства ксенон-кислородной смеси на модели неонатальной ишемии-гипоксии у крыс с использованием МРТ и динамического анализа неврологического статуса. Экспериментальная работа выполнена на крысятах линии Wistar (n = 16). Неонатальную ишемию-гипоксию моделировали по методу Райса–Вануччи. Через 30 мин после гипоксии животные получали ингаляцию либо азот-кислородной смеси (контроль, n = 8), либо ксенон-кислородной смеси 50/50 (n = 8) в течение 60 мин. На 7-е сутки проводили МРТ головного мозга. В группе ксенона объем повреждения головного мозга на 7-е сутки был статистически значимо ниже на 25% по сравнению с контролем (p = 0,001). Неврологическое развитие оценивали с третьих по 28-е сутки с использованием комплекса поведенческих тестов. Животные группы Xe демонстрировали более раннее формирование хватательных рефлексов передних и задних конечностей (p = 0,025 и p = 0,005), лучшую постановку задних конечностей и более выраженную реакцию избегания обрыва на 7-е сутки (p = 0,045 и p = 0,03), а также более сохранную слуховую стартл-реакцию на 14-е сутки (p = 0,035). Таким образом, раннее применение ксенон-кислородной смеси после моделирования ишемии-гипоксии оказывает выраженный нейропротекторный эффект у новорожденных крыс, что подтверждается уменьшением объема повреждения головного мозга и улучшением неврологических показателей.