Официально


Депутаты Госдумы приняли в первом чтении законопроект о внесении изменений в ФЗ «О Российской академии наук, реорганизации государственных академий наук и внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ» (в части совершенствования правового регулирования процедуры выборов президента Российской академии наук). Проект инициирован группой депутатов от «Единой России» во главе с председателем думского Комитета по образованию и науке Вячеславом Никоновым.



Член Комитета ГД по физической культуре, спорту, туризму и делам молодежи Василий Власов внес на рассмотрение нижней палаты законопроект о внесении изменения в статью 13 Федерального закона «Об образовании в РФ», устанавливающий общую продолжительность практики для обучающихся в вузах по программам бакалавриата.



Госдума проголосовала за принятие в первом чтении проекта закона о внесении изменений в ФЗ «О физической культуре и спорте в РФ» (в части определения понятия «студенческая спортивная лига»).






Новости № 25(2017)

Регионы


“Высшее образование в социально-экономической жизни Пермского края” - с таким докладом ректор Пермского государственного национального исследовательского университета Игорь Макарихин выступил на очередном заседании Совета ректоров вузов Пермского края

В Петрозаводском госуниверситете подписано соглашение о взаимодействии между региональной общественной организацией по развитию экспедиционно-исследовательской деятельности в Арктике “Северный полюс” и Центральным спортивным клубом армии.

Школа гуманитарных наук Дальневосточного федерального университета и факультет журналистики МГУ им. М.В.Ломоносова заключили договор о сотрудничестве.

СНГ


Под руководством президента Белоруссии Александра Лукашенко в Национальной академии наук недавно прошло расширенное совещание, посвященное развитию научной отрасли.

Апелляционная палата Республики Молдова отклонила жалобу президента Академии наук Георгия Дуки и его супруги на распоряжение кишиневского суда о возобновлении уголовного расследования в их отношении.

Президент Молдавии Игорь Додон принял отставку нескольких министров. Среди уволившихся по собственному желанию - глава министерства просвещения Корина Фусу.

Интердайджест


Мягкая искусственная сетчатка впервые создана в лаборатории. Подобный бионический “протез” более естественен для глаза. С подробностями - ScienceAlert.

Митохондриальный геном египетских мумий указал на большее родство древних египтян с современными ближневосточными популяциями, чем с современными египтянами. Об этом сообщает издание Genome Web.

Гравитационные волны в третий раз зарегистрированы обсерваторией LIGO, это результат слияния особой пары черных дыр. Подробности - на Physicsworld.com.


Асаха высказывает сомнение в возможности склонить Россию к продолжению войны. Временное правительство, несмотря на все заверения, явно склоняется к скорейшему прекращению войны.




















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

По образу и подобию. Как ракушка помогла материаловедам.
В течение 11 лет Томский научный центр Сибирского отделения РАН занимается созданием многослойных металло-интерметаллидных композиционных материалов и моделированием процессов их разрушения. /№ 25(2017)
Решение с погрешностью. К точным ответам - методом приближения.
В технических и инженерных задачах, как правило, не существует точных математических решений. Поэтому ученые нередко применяют следующий способ. В каждом конкретном случае сначала используется достаточно грубое приближение, а затем с помощью метода “проб и ошибок” это решение дорабатывается до той степени точности, которая требуется в данной задаче. /№ 25(2017)
Подпитать, чтоб прокормиться. Системный подход поможет повысить плодородие почв.
Человек давно понял свою зависимость от земли, которую возделывает, а в последнее время стал осознавать, что должен изменить отношение к ней с потребительского на дружественное. Среди тех, кто вносит вклад в осуществление этой идеи, - профессор кафедры растениеводства, земледелия и агрохимии Вологодской государственной молочнохозяйственной академии им. Н.В.Верещагина доктор сельскохозяйственных наук Алексей Налиухин, получивший на свои исследования грант Президента РФ для молодых ученых. Он рассказал корреспонденту “Поиска” о задачах, стоящих перед современной агрохимией, и о своей работе. /№ 24(2017)

Новости


Владимир Путин провел в Кремле закрытую встречу, в которой участвовали более двух десятков членов РАН, в том числе кандидаты на пост главы Академии наук. Обсуждались предлагаемые в закон о РАН изменения в процедуре избрания президента академии.



Профсоюз работников РАН принял решение о проведение митинга, основным требованием которого будет увеличение бюджетного финансирования науки.



Клуб «1 июля» выступил с заявлением «О проблеме реализации майских указов». Речь идет о президентских директивах, касающихся повышения уровня зарплат научных сотрудников.



Европейский университет в Санкт-Петербурге сообщил о досрочной отставке ректора университета Олега Хархордина. Общее собрание учредителей и Попечительский совет ЕУСПб приняли отставку, она вступает в силу с 1 июля 2017 года.



Руководитель Федерального агентства научных организаций Михаил Котюков выступил с докладом на пленарном заседании Международного форума технологического развития «Технопром-2017», которое прошло под лозунгом «Делай в России: индустриализация двойного назначения», информирует пресс-служба ФАНО.



Конференции


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

26-29 июня в здании Президиума Российской академии наук пройдет одна из ведущих международных конференций, посвященных исследованиям в таких областях информатики, как фундаментальная теория программирования, методология и технологии программирования.

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

Текущие конкурсы


Конкурс проектов 2017 года фундаментальных научных исследований, проводимый федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Советом министров Республики Крым.

Конкурс проектов 2018 года фундаментальных научных исследований, проводимый совместно федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Европейской лабораторией по молекулярной биологии.

Конкурс проектов 2018 года организации на территории России международных научных семинаров в области молекулярной биологии, проводимый федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Европейской организацией по молекулярной биологии.

Конкурс проектов 2018 года фундаментальных научных исследований, проводимый совместно федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Агентством по науке и технологиям Республики Узбекистан.

О конкурсе 2017 года на соискание медалей Российской академии наук с премиями для молодых ученых России и для студентов высших учебных заведений России за лучшие научные работы.

Вакансии


14.04.2017
Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства объявляет выборы на должности...

14.04.2017
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П.Ширшова Российской академии наук объявляет конкурс на замещение вакантных должностей...

31.03.2017
НИЦ “Курчатовский институт” объявляет весенний прием в аспирантуру по следующим направлениям подготовки...





опрос

Какие рубрики нашей газеты Вам наиболее интересны?




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