Официально


Комитет Госдумы по образованию и науке, рассмотрев вопрос об отклонении Владимиром Путиным Федерального закона «О внесении изменений в статьи 15 и 16 Федерального закона «Об общих принципах организации местного самоуправления в РФ» и ФЗ «Об образовании в РФ», предложил ГД согласиться на создание специальной комиссии для доработки этого документа.



Минобрнауки России утвердило новые федеральные государственные образовательные стандарты СПО по 50 наиболее востребованным на рынке труда профессиям и специальностям. Они разрабатывались министерством совместно с федеральными учебно-методическими объединениями в системе среднего профессионального образования при непосредственном участии работодателей и экспертов, в том числе WorldSkills.



На официальном сайте Кремля опубликован перечень поручений Президента РФ по итогам заседания Совета по науке и образованию, состоявшегося 23 ноября прошлого года. Владимир Путин считает возможным улучшить меры поддержки молодых отечественных ученых.




Новости № 1-2(2017)

Регионы


В Тольяттинском госуниверситете прошли “Научные бои” - серия научно-популярных лекций, в ходе которых студенты рассказали о своих проектах в простой и понятной форме.

Соглашение о сотрудничестве по созданию Альянса трансляционной медицины (АТМ) подписано в НИЯУ МИФИ. Перед объединением поставлена задача ускорить внедрение самых передовых достижений фундаментальной науки в практическое здравоохранение.

В Северном (Арктическом) федеральном университете прошло заседание Совета ректоров вузов Архангельской области. На повестке дня в числе прочего были итоги приемной кампании 2016 года. Обсуждая результаты приема, участники обратили внимание на невысокую заинтересованность молодежи в изучении физики.

СНГ


Интердайджест


Прошедший год был отмечен значимыми археологическими открытиями, крупнейшие из них выделил портал Live Science.

Портал Sciencemag.org напомнил о важных научных открытиях 2016 года, ускользнувших от внимания других научно-популярных изданий.

Журнал Forbes написал о тенденциях в биотехнологии, заслуживающих особого внимания в 2017 году.


С начала декабря в Англии действует закон о сокращении меню обедов и завтраков. Закон касается только ресторанов, клубов и т.п. учреждений. На завтрак разрешается подавать не более двух блюд. Правда, десерты из сырых или сушеных фруктов не считаются блюдами. Хлеб, сыр и масло подаются в неограниченном количестве.




















Формула открытия. Результат эксперимента предскажет математическая модель.
Наука
№ 48(2015)

27.11.2015

Казалось бы, где радиофизика и где мозг? И могут ли они быть связаны? Ответы на эти вопросы Александр Симонов начал искать еще в школе, когда взялся за свой первый научный проект: построить математическую модель и описать динамику работы нейрона. Проект помог Александру поступить в университет, где он продолжал разрабатывать эту, по его мнению, интереснейшую, тему, присоединившись к группе, возглавляемой доктором физико-математических наук Виктором Казанцевым. Диплом Александр посвятил исследованию сети из нейроноподобных клеток и на их основе сделал систему обработки информации. Четыре года назад А.Симонов защитил кандидатскую диссертацию по механизмам генерации сигналов в сетях нейронов. Сегодня старший преподаватель радиофизического факультета Нижегородского госуниверситета им. Н.И.Лобачевского кандидат физико-математических наук Александр Симонов возглавляет группу теоретической нейробиологии и математического моделирования сигналов и функций нейронных систем мозга в составе крупнейшего в России Нижегородского нейронаучного центра.
- Человеческий мозг содержит около 100 миллиардов нейронов - это сопоставимо с числом звезд в нашей галактике, - рассказывает Александр Симонов. - Комбинаций связей между ними может быть больше, чем атомов во Вселенной. Наш мозг настолько сложен, что знаний, накопленных биологами и нейрофизиологами, сегодня уже недостаточно, на помощь приходят математики, радиофизики и специалисты по ИT-технологиям. Радиофизический подход позволяет изучать окружающий мир и применяется едва ли не во всех областях современной науки: экономике, социологии, химии... Не являются исключением науки о жизни и в их числе - нейронаука (наука о мозге). Ведь процессы, происходящие в мозге, имеют колебательно-волновую природу, и их удобно описывать на языке математических формул и уравнений. Так мы получили мощный аппарат для исследования механизмов функционирования мозга и, применяя его, пытаемся ответить на вопрос, как мозг столь эффективно обрабатывает информацию.

- Что именно вы исследуете?
- Мы строим математические модели (чаще всего это системы дифференциальных уравнений), описывающие ключевые процессы в живых клетках, например генерацию электрического импульса на мембране нейрона в ответ на сильное возмущение со стороны других нейронов, передачу этого импульса другим клеткам через специальные контакты, синапсы; влияние импульсов, переданных ранее через этот синапс, на эффективность передачи новых, следующих за ними, сигналов.
- Сигналы могут влиять на то, как они будут передаваться?
- Да, предыдущие сигналы могут как улучшить, так и нарушить синаптическую нейропередачу. В мозге это происходит постоянно и называется синаптической пластичностью. Благодаря этому феномену мозг способен хранить и обрабатывать новую информацию, обучаться, адаптироваться, решать сложные задачи. Рассматривая такие процессы на уровне большой сети, состоящей из множества нейронов, мы наблюдаем сложные популяционные сигналы, которые воспроизводят активность сетей живых нейронов. Изменяем параметры модели, чтобы сделать сигналы, генерируемые ею, похожими на наблюдаемые экспериментально. Так сказать, настраиваем модель.
- А зачем, если в живой ткани все процессы происходят сами собой?
- Моделирование позволяет вести компьютерные расчеты процессов, которые биологи изучают при экспериментах, иными словами, проводить свои “виртуальные” опыты, или, как еще говорят, исследования in silico. Можно изучать динамические режимы работы модели, исследовать роль биологически значимых параметров в формировании таких режимов и переходов между ними, устанавливать соответствия этих режимов с различными состояниями мозга. Но главное, предсказать открытие нового феномена, исследование которого было затруднено из-за технологических ограничений, высокой стоимости или потому, что постановка такого эксперимента просто никому не приходила в голову. В этом и заключается суть фундаментальных исследований, которыми занимается наша группа. С помощью математического моделирования мы изучаем механизмы работы мозга, настраивая модель на воспроизведение экспериментальных данных. Языком точных наук объясняем биологические законы, пытаемся предсказать новые экспериментальные открытия... Но в этой работе есть и прикладная составляющая. Новое знание, которое мы стремимся получить, можно будет использовать для выработки стратегии лечения нейродегенеративных заболеваний, победить которые так и не удается.
- Ученые самых разных специальностей бьются над этой проблемой. Что предлагаете вы?
- Известны лишь первопричины возникновения таких болезней, однако механизмы их развития на уровне сетей нейронов и самого мозга остаются загадкой. Например, при некоторых видах эпилепсии наблюдаются нарушения функционирования белковых комплексов, поддерживающих баланс нейронной возбудимости. Это приводит к генерации высокосинхронной активности мозга, что и происходит во время эпилептических припадков. К тому же характерный вид сигналов, записываемых при помощи электроэнцефалограммы, также хорошо известен. Однако между этими уровнями - молекулярно-клеточным и всего мозга - существует огромный разрыв. Что происходит на уровне нейронных популяций или нейронных сетей? Почему в одних случаях развивается повышенная синхронная активность на большом участке мозга и это приводит к эпилептическому припадку, а в других - синхронизация на уровне небольших популяций, наоборот, способствует формированию новых следов памяти? Поскольку именно сеть нейронов является функциональной единицей мозга, изучение природы нейродегенеративных заболеваний нужно проводить на уровне нейронных сетей. Чтобы заполнить этот разрыв, мы используем математическое моделирование. В результате нарушений на клеточном ли уровне, или из-за повреждения сигнальных путей в нейронных сетях происходят изменения, и они генерируют “неправильные” сигналы.
Исследуя математическую модель генерации и распространения сигналов, можно понять, какие динамические процессы лежат в основе патологической активности клеток мозга, что нужно изменить, чтобы вернуть их нормальную деятельность. Найти детальное объяснение, как возникает эта нездоровая активность, выявить условия, при которых развивается патология, оказывается намного легче, когда перед вами не настоящая живая ткань, а математическая модель, в которой можно как угодно менять значения параметров. При этом важно помнить, что большинство заболеваний мозга связаны с определенными нарушениями динамического баланса: режим здорового функционирования теряет устойчивость, и, как следствие, развивается патология. Или уровень шума в генерируемой активности становится настолько высоким, что информация теряется и возникают “ложные” сигналы. Эти задачи и изучает радиофизика. Нужно только правильно записать математическую формулировку, провести необходимые расчеты и оценки параметров, описать сценарии перехода между динамическими режимами...
- Если все можно рассчитать на компьютере, зачем вообще эксперименты?
- Нет, совсем отказываться от них, конечно, нельзя. Но можно существенно сократить расходы и время, как, например, это делается при создании некоторых лекарств, действие которых сначала рассчитывают на компьютере, а затем уже приступают к экспериментам. Но в отличие от молекулярной биологии в науке о мозге, к сожалению, достоверных данных для построения таких точных моделей пока недостаточно.
Вернемся к примеру с заболеваниями мозга. После проведения моделирования и компьютерных расчетов мы знаем, какие параметры модели оказывают наибольшее влияние на переход между нормальной и патологической динамикой, а главное, понимаем биологический смысл этих параметров. Остается провести эксперимент и подтвердить или опровергнуть результаты наших теоретических исследований. Так что эксперименты необходимы. Как мы уже отмечали, сама модель нуждается в “настройке”, поскольку результаты ее расчетов зависят от того, какие параметры мы в нее заложим. А неизвестных параметров в нейробиологических системах очень много, поэтому необходимо постоянно ориентироваться на данные экспериментов. К счастью, в нашей группе такая возможность есть. Мы сотрудничаем со многими отечественными учеными. Поддерживаем контакты с коллегами из Европы, а также Японии, Мексики, США, Канады.
- Каковы перспективы ваших исследований?
- Мы стараемся понять, каковы динамические механизмы генерации сигналов в нейронных сетях мозга. Какие структуры клеток и какие сигналы мозг использует, чтобы кодировать информацию? Какова роль этих сигналов в обработке информации и формировании когнитивных функций? Ответы на эти вопросы помогут создать новый класс нейроморфных вычислительных интеллектуальных систем, превосходящих действующие сегодня.
- Как будут работать такие системы?
- Они смогут использовать обнаруженные в мозге принципы параллельной обработки информации и совместить их с мощностью компьютеров, применяя современную полупроводниковую электронику, работающую быстрее и стабильнее, чем белковые комплексы. Такие системы смогут, например, управлять роботами, заменяющими человека на вредных производствах или, скажем, при ликвидации последствий техногенных и природных катастроф. То есть принимать решения и действовать в самых сложных, непредсказуемых условиях.
- Коллеги за рубежом знают о ваших исследованиях?
- Да, мы публикуем результаты исследований в ведущих мировых изданиях, обычно по нескольку статей в год. На них ссылаются известные ученые. Выступаем на конференциях, встречаемся с коллегами, обсуждаем совместные проекты и способы их финансирования.
- Кстати о финансах. Кто вас поддерживает?
- Наша группа под руководством профессора Михаила Цодыкса удостоилась гранта Российского научного фонда для поддержки отдельных научных групп. Фонд предоставил нам 15 миллионов рублей на три года. Мы получили возможность привлекать талантливых студентов и аспирантов к работе в нашей команде, участвовать в зарубежных конференциях. В прошлом году я был на стажировке в Институте наук Вейцмана (Израиль), в этом году побывал на двух международных форумах по математическому моделированию и нейроинженерии в Германии и Испании: делал стендовые доклады, познакомился с результатами зарубежных исследователей. Установил новые контакты с иностранными группами для проведения совместных исследований. Общие проекты, естественно, потребуют дополнительных грантов. Возможно это будут гранты того же РНФ, но в рамках конкурсов, проводящихся совместно с другими зарубежными фондами.
- Почти 10 лет вы занимаетесь этой темой. Что дальше, какие задачи ставите?
- Я читаю лекции, веду спецкурсы, работаю со студентами, аспирантами и хочу, чтобы они оценили перспективность и важность исследований, которые проводит наша группа, заинтересовались нашим проектом и приняли в нем участие. Предложил бы им перспективные работы по математическому моделированию для изучения таких явлений в нейронных сетях мозга, как принятие решений, рабочая память, фокусировка внимания, формирование моторных команд, других когнитивных функций. Это направление связано с прикладными проектами нашего коллектива, в частности разработками для технологии “интерфейс - мозг - компьютер”, систем регистрации и декодирования сигналов мозга, систем управления экзоскелетонными устройствами, роботизированными протезами, антропоморфными роботами. Возможности, как видите, неограниченные.

Подготовил Юрий Дризе
Фото предоставлено А.Симоновым


 

Отзывы

Чтобы оставить отзыв необходимо авторизоваться или зарегистрироваться



 

Статьи на тему

Сделать былью. Станут ли фантазии физиков реальностью?
Прошло пять лет с первых, осторожно высказанных на спецсеминарах в ЦЕРН, предположений об открытии бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере. Что дальше будет происходить в физике элементарных частиц, какие новые горизонты видят сегодня ученые? Об этом в интервью “Поиску” рассказывает начальник отдела теории фундаментальных взаимодействий лаборатории теоретической физики Объединенного института ядерных исследований член-корреспондент РАН Дмитрий Казаков. /№ 1-2(2017)

От кратона до генома. Сибирские ученые отчитались о прорывах.
Реконструкция почти 2 миллиардов лет истории древнего суперконтинента, изучение генетических маркеров различных заболеваний у жителей Сибири, разработка новых способов лечения фибрилляции предсердий - таким разнообразным трудам посвятили себя ученые Сибирского отделения РАН в 2016 году. /№ 1-2(2017)

Могучий магнетизм. Наука готова двигать экономику.
В конце минувшего года в Екатеринбурге на площадках Института физики металлов УрО РАН и Уральского федерального университета прошла форсайт-сессия “Магнетизм XXI века: физика, материалы, технологии”. В ней участвовали выдающиеся ученые, принимающие ключевые решения по проблемам развития физики магнитных явлений в мире. /№ 1-2(2017)

Новости


Прием заявок от кандидатов в Общественный совет при Минобрнауки РФ начнется 23 января и закончится 10 февраля 2017 года. Заявления принимают Общественная палата РФ и Экспертный совет при Правительстве России.



Министр образования и науки Ольга Васильева распоряжением правительства включена в состав организационного комитета по подготовке и проведению мирового чемпионата по профессиональному мастерству по стандартам WorldSkills. Она будет заместителем председателя оргкомитета.



Министерство культуры России утвердило положение о Четвертом Всероссийском конкурсе молодых ученых в области искусств и культуры. В состязании могут принять участие студенты и аспиранты образовательных и научных организаций, обучающиеся по специальностям высшего образования в сфере культуры и искусства.



Уполномоченный по правам студентов Артем Хромов проводит проверку студенческих общежитий. Обо всех нарушениях температурного режима в общежитиях он просит сообщать через контактную форму, размещенную на сайте омбудсмена.



Индонезийский университет представил седьмой UI Green Metric World University Ranking - международный экологический рейтинг вузов. Список возглавил Калифорнийский университет в Дейвисе (США).

Конференции


В Пермском национальном исследовательском политехническом университете 5-8 декабря 2016 года пройдет XII Всероссийская (с международным участием) конференция “Биомеханика-2016”.

14 и 15 декабря 2016 года в рамках деловой программы IV Национальной выставки “ВУЗПРОМ­ЭКСПО-2016” Минобрнауки России проведет III Всероссийскую научно-практическую конференцию “Исследования и разработки - 2016”.

Перечень научных конференций, симпозиумов, съездов, семинаров и школ, проводимых подведомственными ФАНО России организациями в 2016 году.

Текущие конкурсы


Российская академия наук объявляет конкурс на соискание премии имени И.С.Шкловского, присуждаемой отечественным ученым за выдающиеся работы в области астрофизики.

Темы 701, 702, 703, 704 и 705 Конкурса 2017 года проектов ориентированных фундаментальных междисциплинарных исследований, проводимого федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” совместно с открытым акционерным обществом “Российские железные дороги”.

Конкурсы проектов фундаментальных научных исследований, проводимые федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и субъектами Российской Федерации.

Региональные конкурсы проектов организации российских и международных научных мероприятий 2017 года, проводимые Федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и субъектами Российской Федерации.

Региональный конкурс 2017 года проектов фундаментальных научных исследований, выполняемых молодыми учеными, проводимый Федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Правительством Новосибирской области.

Вакансии


23.12.2016
Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования и науки Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет Российской академии наук объявляет конкурс на замещение следующих вакантных должностей...

16.12.2016
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П.Ширшова Российской академии наук объявляет конкурс на замещение вакантных должностей...

02.12.2016
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П.Ширшова Российской академии наук объявляет конкурс на замещение вакантных должностей...





опрос

Какие рубрики нашей газеты Вам наиболее интересны?




Copyright 2010
Главная страница   |   О газете  |  Партнеры  |  Команда Поиска  |  Вакансии