Научная разработка математиков УрФУ вошла список десяти лучших исследований России

Ученые УрФУ разработали универсальную математическую модель, с помощью которой можно создавать препараты для лечения заболеваний нервной системы или объяснять вулканическую активность.

По сообщению пресс–службы университета, коллектив группы «нелинейная стохастическая динамика» кафедры теоретической и математической физики ИЕНиМ УрФУ разработал математическую модель, которая позволяет анализировать сложные реакции на случайные факторы. В модели сочетаются классическая математика и современные методы компьютерного анализа.

«Модель помогает исследовать и выявить внутренние механизмы сложных динамических явлений нейронной активности, биохимии клеточных процессов, изменений в экологических системах, связанных с неизбежно присутствующими случайными возмущениями (которые не учитывают традиционные математические модели)», рассказали там.

Результаты исследований по этой теме Российский научный фонд включил в топ-10 исследований отечественных ученых по итогам 2017 года.

«В данной работе мы рассматриваем особый тип динамики — тороидальный берстинг — это сложная форма реакция нейрона на возмущения. Ранее она никем не изучалась, — поясняет руководитель исследования профессор кафедры теоретической и математической физики Лев Ряшко. — В статье описаны механизмы возникновения тороидального берстинга: в чем он проявляется, от чего зависит, и как это систематически можно изучать».

Результаты, полученные на примере одного нейрона, можно использовать при исследовании уже больших сетей нейронов.

«Поняв механизм возникновения возбуждения на отдельном нейроне, мы можем перейти к следующему шагу — изучение нейронных систем, и потом уже, если проясним реакцию на системе, можно переходить, скажем, к задаче управления какими-то реальными нервными системами, на которые можно воздействовать, к примеру, химическими препаратами, — рассказал Лев Ряшко.

Иными словами, ученые описывают биологические (или геофизические) процессы математическим языком и формируют для исследуемой системы соответствующую математическую модель. С помощью нее выявляют важнейшие закономерности поведения этой системы, на основе чего можно предугадывать реакции на различные воздействия и, к примеру, создавать препараты для лечения заболеваний нервной системы или объяснять вулканическую активность.