Физики и математики обсудят фундаментальные и прикладные проблемы мозга

22.11.2019




4 и 5 декабря 2019 года в Москве состоится первая международная конференция «Теоретическая физика и математика мозга: междисциплинарные контакты» (“Theoretical physics and mathematics of the brain: bridges across disciplines and applications”). 

Организаторы этой научной дискуссии отмечают, что проникновение в тайны мозга невозможно без тесного взаимодействия биофизиков, математиков, нейрофизиологов-клиницистов, информатиков и физиков-теоретиков с привлечением богатого арсенала накопленных теорфизических и математических методов. Эта область нуждается в разработке нового универсального междисциплинарного языка, на котором могли бы общаться специалисты разного профиля.

Один из организаторов конференции, академик РАН, директор Института перспективных исследований мозга МГУ Константин Анохин уверен, что исследование мозга и его функций – одна из самых интригующих интеллектуальных задач современной науки. «Мы до сих пор не имеем удовлетворительной теории мозга. Она обязана объяснить те его функции, которые веками интересуют человечество – память, интеллект, разум, сознание. Теоретическая физика и математика мозга будут играть ключевую роль в разработке этой фундаментальной теории», – подчеркнул Константин Владимирович.

В ведущих научных державах мира полным ходом идет работа над серьезными проектами по исследованию мозга. В России сейчас активно, на государственном уровне, обсуждается создание национального проекта по нейронаукам, и сделаны серьезные шаги для его старта.

«Нам кажется, что одной из наиболее интересных перспектив в этой области является взгляд на мозг как на сложную физическую систему, доступную исследованиям методами теоретической физики и математики», – заметил Сергей Нечаев, директор российско-французского Междисциплинарного научного центра им. Понселе.

«Учитывая это, и понимая, что исследование мозга – тема, существенно выходящая за рамки наших отдельных знаний и умений, мы хотели бы предложить специалистам, работающим в разных областях теоретической физики, физики сложных систем и математики, высказать свои соображения по поводу потенциальных направлений исследования принципов устройства и функционирования мозга и, в более широком контексте, высших когнитивных функций мозга. Нам хотелось бы сформулировать ряд перспективных направлений, на которых следовало бы сконцентрировать усилия, и которые возможно было бы в дальнейшем развивать в России совместно с зарубежными коллективами», – добавил он.

В свою очередь, Александр Горский, ведущий научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН, считает, что «ситуация в нейронауке напоминает ситуацию с физикой элементарных частиц в 60-х годах прошлого столетия. В связи с развитием ускорительной техники лавинообразно увеличивалось количество экспериментальных данных при отсутствии полноценной теории. Только после создания Стандартной модели, основанной на предложенных неабелевых калибровочных полях, туман рассеялся, хотя и сейчас многие фундаментальные вопросы остаются открытыми».

По его словам, «объем экспериментальных данных в нейронауке быстро растет и спектр задач, стоящих перед теоретиками, широк – от динамики многослойных функциональных сетей мозга до количественного описания сознания. Достаточно ли современного аппарата теоретической физики или потребуется “новая неабелева калибровочная симметрия” – покажет время».

Владимир Зельман, профессор Сколтеха, заведующий отделением анестезиологии и реаниматологии Университета Южной Калифорнии (USC), отмечает, что «взрывной рост количества работ, посвященных исследованию мозга и его функций, связан как с совершенствованием прецизионных экспериментальных методик сбора данных о мозге, так и с осознанием того, что механизмы процессов, происходящих в мозге, являются в значительной степени пока за пределами нашего понимания и фундаментальные исследования нужно начинать ‘с чистого листа’». 

«Множество примеров, накопленных клиницистами мирового уровня, дают серьезные основания полагать, что в следующем десятилетии патологии мозга будут более распространены, чем сердечно-сосудистые, онкологические и легочные заболевания вместе взятые. В связи с этим, проблема всестороннего изучения физиологии и механизмов функционирования человеческого мозга, представляется не просто актуальной, а жизненно важной», – полагает он. 

Первый день семинара, 4 декабря, пройдет в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова. Второй день – в Сколковском институте науки и технологий. Соорганизаторы этого научного события: Константин Анохин (Институт перспективных исследований мозга МГУ), Александр Горский (Институт проблем передачи информации РАН), Юрий Котелевцев (Центр нейробиологии и восстановления мозга Сколтех) и Сергей Нечаев (Центр Понселе). 

Главными вопросами для обсуждения на семинаре станут:

- геометрические и динамические свойства сетей мозга;
- мозг как критическая система: теоретическая и экспериментальная точка зрения;
- информационные и энтропийные аспекты функционирования мозга;
- изучение отображений коннектома в пространство стимулов;
- коннектом как статистическая система и его связь с другими направлениями исследований сложных распределенных систем.

В обсуждении актуальных вопросов исследования мозга примут участие: Константин Анохин (МГУ, Москва), Антон Айзенберг (ВШЭ, Москва), Александр Бернштейн (Сколтех, Москва), Роман Борисюк (Университет Экзетер, Великобритания), Всеволод Чернышев (ВШЭ, Москва), Александр Горский (ИППИ РАН, Москва), Владимир Ицков (Университет штата Пенсильвания, США), Яков Казанович (Институт математических проблем биологии, Пущино), Виктор Казанцев и Сергей Лобов (Университет им. Лобачевского, Нижний Новгород), Алексей Кулаков (Лаборатория Cold Spring Harbor, США), Владимир Некоркин (Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород), Алексей Оссадчий (ВШЭ, Москва), Елена Попова (Сколтех, Москва), Никита Поспелов (МГУ, Москва) и Вадим Ушаков (Курчатовский институт, Москва).

Финансовая поддержка семинара осуществляется Посольством Франции в Москве, Центром Понселе и Сколтехом. Подробную информацию о конференции смотрите на сайте www.poncelet.ru.

Наталия Демина (science-release@pran.ru)

©РАН 2019