imbg: (Default)
Neo-IMBG ([personal profile] imbg) wrote2010-12-19 09:09 pm
Entry tags:

Клетки как люди, а люди как тучи

Уже несколько лет мне нравится разрабатывать некую обобщенную идею, которую я для простоты обозвал "теорией аналогий". До теории моя потешная философия никак еще не дотягивает, но все-таки я попробую в двух словах ее объяснить.  

Организация любых сложных систем на любом уровне (макро- или микромира) очень похожа. Это можно объяснить тем, что все процессы подчиняются однотипным законам: будь-то движение планет, миграции популяций животных, процессы в человеческом социуме или сигнализация в клетке. Для абсолютно каждого процесса на любом уровне организации материи можно найти свою аналогию в любом другом мире. В идеале бы очень хотелось с помощью аналогий выдвигать новые гипотезы при молекулярных исследованиях.  


Один из вариантов сети слизневика и ёё сравнение (справа ввверху) со схемой железной дороги Токио (справа внизу) (фото из статьи Science).

Например, строение дорог. Соединение каждой точки со всеми остальными слишком расточительно, хотя для пассажиров оно означает кратчайшее путешествие в любой другой. Выстраивание же прямых связок между крупными пунктами зачастую означает большие "крюки" при поездках между второстепенными станциями. Нужен компромисс. И тысячи инженеров расчитывают оптимальный вариант - компьютеры, программы, интуиция - все учитывается.

Но в мире другого размера - в мире микроорганизмов - оптимальным считается абсолютно то же самое, что считаем мы. Если задать те же исходные данные, колонии слизневого гриба

Physarum polycephalum
создадут вам рисунок, идентичный человеческим дорогам в таком же рельефе (за это в 2010 дали Игнобелевскую премию, поэтому я думаю, вы знаете о чем я. Почитать об схожести мыслей грибов и инженеров можно по-русски на Мембране, а по-аглицки - в журнале Science). Т.е. вместо дорогостоящего проектирования можно разбросать в нужных точках лакомства - и смотреть, по каким тропинкам гриб к ним тянется. Просто и дешево.

Я рад, что чем дальше, тем больше упоминаний об аналогиях встречается в серьезной литературе. Например, в новом номере Science Signaling снова поднята тема подобности микро- и макромира. Системные биологи, анализируя роль различных транскрипционных факторов у дрожжей и бактерий (а их сотни), обнаружили строгую иерархию в их деятельности - есть несколько "верховных" факторов, которые имеют решающее влияние на политику клеточной жизнедеятельности; и есть рядовые транскрипционные факторы "на местах", которые модулируют мелкие события. Прямо как и у людей.



Обзор этой статьи в последнем Science заканчивается замечательным предположением*, что изучение иерархии транскрипционных факторов могут помочь нам познать скрытые механизмы управления в человеческих социальных сетях. Ведь люди - они ж по своей сути просто большие молекулы... Очень большие.

*-обзор новости заканчивается следующим предложением (свободный перевод дан выше): The relative ease of testing network perturbations in biological systems suggests that this type of analysis may also be useful in understanding similar corporate, government, or social networks, where one cannot so easily intervene.

Science, Science Signalling


[identity profile] staerum.livejournal.com 2010-12-20 06:10 am (UTC)(link)
Не совсем на эту тему, но близко у Иванова-Петрова было обсуждение.
http://ivanov-petrov.livejournal.com/1582533.html#cutid1

Природа как некий набор способов решения разнообразных задач. И естествознание на всех уровнях как попытка понять эти решения и использовать этот интсрументарий.

Нейронные сети, генетические алгоритмы, метод роя частиц - именно как инструменты решения чисто информационных задач "подсмотренные" у природы.

[identity profile] imbg.livejournal.com 2010-12-20 06:10 pm (UTC)(link)
Да. похоже - вполне наглядно показывает, как облигатный паразиты переродились в факультативных :)

[identity profile] batch2k.livejournal.com 2010-12-20 09:29 am (UTC)(link)
Советую почитать в таком случае книгу Филиппа Болла "Критическая масса". Там до черта про самоподобие разнородных сложных систем.

[identity profile] imbg.livejournal.com 2010-12-20 06:06 pm (UTC)(link)
Еще не смотрел, но изначально это тема была поднята у Берталанфи "Теория систем", если не ошибаюсь. Вот только я ее в электронном виде никак не найду

[identity profile] batch2k.livejournal.com 2010-12-20 06:13 pm (UTC)(link)
Болл -- это не первоисточник. Его научнопопулярная книга переведена на русский в прошлом году в серии "библиотека фонда Династия", рекомендую в общем. Несмотря на популярность, она буквально нашпигована информацией и примерами.

[identity profile] chupvl.livejournal.com 2010-12-20 10:27 am (UTC)(link)
прекрасные метафоры, особенно они интересны в изучении Коннектома

[identity profile] imbg.livejournal.com 2010-12-20 06:07 pm (UTC)(link)
я как раз пытаюсь время от времени от метафор перейти к экспериментальным вопросам - пока все мимо :(

[identity profile] chupvl.livejournal.com 2010-12-20 06:41 pm (UTC)(link)
эх, прикладная теория графов сейчас везде популярна как в системной биологии, фармакологии, так и нейрологии.

[identity profile] imbg.livejournal.com 2010-12-20 07:03 pm (UTC)(link)
не говорите мне, что придеться вспоминать математику :(

[identity profile] chupvl.livejournal.com 2010-12-20 07:05 pm (UTC)(link)
ну если открыть любой журнал по биоинформатике или системной биологии - математики там будет очень много

[identity profile] imbg.livejournal.com 2010-12-20 07:08 pm (UTC)(link)
ну вот поэтому меня туда и не взяли в свое время :(

[identity profile] clayrat.livejournal.com 2010-12-20 12:26 pm (UTC)(link)
а вот эту статью видели?
http://www.physorg.com/news192128818.html
там сравнивали оную иерархию у E. Coli и ядра Linux
у Линукса получилось "вверх тормашками"

но они там помнится, предполагали, что у животных тоже будет "перевернуто"
а тут я смотрю, дрожжи по той же схеме

[identity profile] imbg.livejournal.com 2010-12-20 06:07 pm (UTC)(link)
Нет, не читал. Спасибо за ссылку.

[identity profile] praeinant.livejournal.com 2010-12-21 07:11 am (UTC)(link)
Чтоб упорядочить ''теорию аналогий'' надо рассматривать не только горизонтальную иерархию (что-то из количественного поведения отдельных ''популяций'' в среде макро- или микромира), но и в общий вид включить вертикальную иерархию (...атом, молекула, клетка, организм...). Вертикальная иерархия связывает все ''аналогии'' в одно целое... И тут образно говоря связей получается настолько много, что даже все трехмерное пространство становится одним монолитом краски того цвета которым обозначается связи...
С другой сторону для такого неимоверного разнообразия связей обязательно нужен и универсальный метод ''склеивания всего в одну упорядочность'', чтобы все это четко расставилось по полкам...
Ну, а тут самый ''не косвенный для всего'' метод есть – процессный метод...

[identity profile] imbg.livejournal.com 2010-12-21 06:03 pm (UTC)(link)
Вот и я когда думаю об этом, получаю полную кашу - куда не пойди, все надо учитывать. Поэтому решил иногда тезисно писать про аналогии - чтоб попытаться навести порядок в мыслях.

[identity profile] praeinant.livejournal.com 2010-12-22 07:12 am (UTC)(link)
Но, эту ''полную кашу'' связей можно перевести в положение более похожее на стопроцентный продукт (http://praeinant.livejournal.com/53786.html ). В процессном методе все преобразования (тем самим и связи) можно разделить на три группы, а на стратегическом уровне они полностью дееспособны и информативны...