Официально


В Минобрнауки состоялась встреча заместителя министра образования и науки Павла Зеньковича с президентом фонда «Альянс Франсез» Жеромом Клеманом. В ходе переговоров обсуждались вопросы популяризации русского языка во Франции и французского - в России, а также перспективы сотрудничества в области образования и молодежных обменов.



Премьер-министр Дмитрий Медведев назначил Дениса Бриля заместителем руководителя ФАНО. Новый заместитель главы ФАНО - кандидат экономических наук, академик РАЕН, член-корреспондент Международной академии информационных технологий.



На очередном заседании Правительства РФ была затронута тема участия российских университетов в Проекте 5-100. «Цель остается прежней: чтобы как минимум пять российских университетов вошли в мировой топ. В этом году субсидии получит 21 университет», - сказал премьер Дмитрий Медведев.






Новости № 7(2017)

Регионы


Дальневосточный федеральный университет и Фонд “Сколково” заключили соглашение о сотрудничестве. Документ подписали проректор по развитию ДВФУ Дмитрий Земцов и вице-президент фонда по региональному и международному развитию Юрий Сапрыкин на полях Open Innovations Startup Tour в Хабаровске.

Делегация Самарского университета приняла участие в заседании научного и технического подкомитета Комитета по мирному использованию космического пространства Генеральной Ассамблеи ООН. Встреча прошла в Вене.

“Наука и техника в Якутии” - единственный на Дальнем Востоке научно-популярный журнал - отмечает 15-летие. В издании, выпускаемом учеными-энтузиастами, опубликовано более 1000 научно-популярных статей. Оно стало путеводителем в мире современной якутской науки.

СНГ


Интердайджест


Генно-инженерная бактерия, разрушающая клетки раковой опухоли, испытана на мышах. Об этом сообщает журнал Science Translational Medicine.

Генная терапия с использованием синтетического вектора излечила мышей от глухоты. Подробности - в Medical News Today.

Предложение рассмотреть идею отправки на спутник Юпитера Европу посадочного модуля поступило в НАСА. С подробностями - SpaceDaily.


Воспитанники 5 класса Тобольской духовной семинарии по окончании нынешнего учебного года все без исключения выходят из семинарии, так что в будущем 1917/1918 учебном году в Тобольской семинарии выпускного 6 класса не будет. Это явление в жизни семинарии неслыханное.




















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

Лабораторная работа
Новые разработки российских ученых готовы к применению и на Земле, и в космосе. Опора на информационные технологии объединяет интеллектуальные продукты, которые мы представляем читателям “Поиска”. /№ 7(2017)
Сон - не в руку. Безопасность водителя обеспечивает наукоемкий браслет.
Новостной поток ежедневно приносит сообщения об авариях на дорогах страны, и, как показывает международная статистика, примерно 4-5% ДТП случаются из-за плохого состояния водителей, чаще всего - засыпания за рулем, которое фиксируется в сводках происшествий короткой фразой: “Не справился с управлением”. Как выяснилось в беседе с генеральным директором ЗАО “Нейроком” доктором технических наук Валерием Дементиенко, у ученых есть надежные разработки для решения проблемы. /№ 7(2017)
Сели на мели. Для спасения Дона нужна государственная экологическая программа.
В октябре прошлого года жители Ростова-на-Дону стали свидетелями невиданного ранее зрелища: посреди рекордно обмелевшей реки образовались острова. Навигация на обычно оживленной реке замерла, а в бухгалтериях транспортных компаний подсчитывали многомиллионные убытки. В чем причина этих событий, как они связаны между собой? По просьбе редакции на эти вопросы отвечает известный российский океанолог академик Геннадий ­МАТИШОВ, возглавляющий Южный научный центр РАН. /№ 7(2017)

Новости


В день рождения российских студенческих отрядов в Министерстве образования и науки состоялся круглый стол, посвященный перспективам развития РСО. В дискуссии приняли участие вице-премьер Правительства РФ по спорту Виталий Мутко и глава Минобрнауки Ольга Васильева.



Жилищная комиссия ФАНО утвердила список молодых ученых - получателей социальной выплаты на приобретение жилых помещений в 2017 году. Первые 26 человек стали участниками мероприятия по обеспечению жильем молодых ученых подпрограммы «Обеспечение жильем отдельных категорий граждан» ФЦП «Жилище» на 2015-2020 годы.



Правление РНФ утвердило результаты «первой волны» отчетной кампании фонда за 2016 год. На суд экспертных советов поступило более 1300 отчетов по проектам, поддержанным в рамках конкурсов 2015 и 2016 годов, и 16 отчетов по программам конкурса 2014 года, сообщает пресс-служба Российского научного фонда.



Глава ФАНО Михаил Котюков принял участие в губернаторском приеме в честь Дня российской науки в Кемерове, основной темой которого стала интеграция образования, науки и производства в регионе, сообщает сайт федерального агентства.



На сайте мэра Москвы - mos.ru - в разделе «Услуги и сервисы» появилась возможность подавать заявление на государственную аккредитацию образовательной деятельности в электронном виде. Больше не нужно очно обращаться в орган, осуществляющий аккредитацию образовательной деятельности: теперь это можно сделать онлайн в любое удобное время.

Конференции


Перечень научных конференций, симпозиумов, съездов, семинаров и школ, проводимых подведомственными ФАНО России организациями в 2017 году и перечень совещаний, конференций, съездов, симпозиумов, семинаров и школ, регулярно проводимых Российской академией наук в 2017 году.

Центр научно-информационных исследований по науке, образованию и технологиям ИНИОН РАН проводит Ежемесячный московский городской семинар по науковедению (научный руководитель - профессор А.И.Ракитов).

Перечень научных конференций, симпозиумов, съездов, семинаров и школ, проводимых подведомственными ФАНО России организациями в 2017 году.

Текущие конкурсы


Фонд изучения глобальных рисков (The Global Challenges Foundation) запустил международный конкурс (с призовым фондом в 5 миллионов долларов), который определит перспективные модели международного сотрудничества для преодоления значимых угроз человечеству, среди которых: изменение климата, применение оружия массового поражения и крайняя бедность.

Новые темы конкурса 2017 года проектов ориентированных фундаментальных научных исследований по актуальным междисциплинарным темам.

Конкурс проектов фундаментальных научных исследований, проводимый федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” совместно с Немецким научно-исследовательским сообществом (Германия).

Конкурс проектов 2018 года фундаментальных научных исследований, проводимый Российским фондом фундаментальных исследований совместно с организациями - участниками Совместной исследовательской программы “Научное и инновационное пространство восточной Азии”.

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

Вакансии


17.02.2017
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН) объявляет конкурс на замещение вакантных должностей...

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...





опрос

Какие рубрики нашей газеты Вам наиболее интересны?




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