Я чую, і значить, я … розкладаю звук у ряд Фур'є за тонами. Немовля швидше реагує на голос матері, ніж батька. Чому саме так? Елементарно: у новонароджених діапазон частот звужений, а пік його припадає на діапазон жіночого голосу. Іноді з віком слух погіршується. Невже світ стає тихішим? Ні, просто пошкоджуються зовнішні волоскові клітини наших вух – рецептори слухової системи та вестибулярного апарату – і втрачається здатність з точністю розкладати звуки у ряд. Саме тому ми більше не можемо розрізняти близькі тони і не здатні зрозуміти слова. У такому випадку зовсім не обов'язково нам кричати, достатньо говорити чітко та повільно – і ми почуємо.
22 березня Рубен Тікіджі-Хамбур'ян, незмінний координатор та викладач стріму "Нейронауки" Літньої школи AACIMP, старший науковий співробітник НДІ нейрокібернетики Південного федерального університету (Росія), запрошений дослідник Центру наук про здоров'я Луїзіанського державного університету (США) прочитав лекцію "обчислювальні нейронауки: відкриття у рядках коду", в якій йшлося про усе вище згадане та ще про безліч нейронаукових та просто наукових речей. Подякувати за захід слід НТСА КПІ.
Відкриття у рядках коду?
...За аналогією з "відкриттям на кінчику пера" планети Нептун.
Чому ж у рядках коду? За твердженням д-ра Тікіджі-Хамбур'яна, обчислювальні нейронауки – це код (програмний – Є.К.), а тому основні відкриття з'являються "у рядках коду". Звідси й назва лекції.
Камілло Гольджі та Сантьяго Рамон-і-Кахаль – учені, які здійснили відкриття нейрону наприкінці XIX століття і завдяки яким з'явились нейронауки. А вже в XX столітті до досліджень долучилися комп'ютери. Так сталося, тому що...
Нейронаука – перша і єдина у світі дисципліна, об'єкт та інструмент вивчення якої збігаються – отже, мозок вивчає мозок.
Зрозуміло, що обмежує можливості науковців. Тому з'явилася ідея запровадити кодові моделі як метод дослідження – це ознаменувало перехід до обчислювальних нейронаук (Computational Neuroscience), що виникли як окрема наука у 80-х роках минулого століття. Запропонований спосіб вивчення дозволяє виносити об'єкт аналізу за межі людини і додатково спиратись на потужність комп'ютера. У цьому вченим у пригоді стають програмні пакети Genesis, Neuron та XPP.
Щоправда, за словами лектора, кодування не можна назвати ідеальним інструментом, воно не вирішує проблеми шуму та повільності нейронів, коливання довжини аксонів попереднього рівня, спотвореності вхідного сигналу.
Але до цього у грі взяла участь математика...
"Якщо у магазині морських продуктів ви придбаєте кальмара..."
...то неодмінно розітніть його, і посередині побачите гігантський аксон, як дві краплі води схожий на той, що в 1963 році приніс Алану Ходжкіну та Ендрю Хакслі Нобелівську премію за створення математичної моделі для опису електричних механізмів, які обумовлюють генерацію та передачу нервового сигналу у … гігантському аксоні кальмара.
"Обчислювальні нейронауки не дозволять "закиснути"
Так стверджує д-р Рубен Тікіджі-Хамбур'ян. "Коли я втомлююсь програмувати, переходжу до вивчення біологічної основи нейронних процесів. Добре, що статей на цю тему виходить доволі багато. А набридне біологія, візьмуся за інтеграли".
"Не дай собі засохнути влітку"
Щоб мозок добре працював, його треба неперервно навантажувати. А чим зайняти мозок влітку? Можна й вивченням цього ж самого мозку на стрімі "Нейронауки" Літньої школи AACIMP–2013. За сім повних років існування проекту тут вдалося зібрати унікальну команду викладачів. Серед них – професор Джон Рінзель, учений, що стояв біля витоків обчислювальних нейронаук у США. У своїх лекціях він, поміж інших проблем, пояснює і суть застосування диференціальних рівнянь у моделі Ходжкіна-Хакслі. А ще – професор Петер Ерді, який на Літній школі розповідає про обчислювальні нейрофармакологію та соціологію (та про багато іншого); професор Віталій Дунін-Барковський – учений, який брав безпосередню участь у зародженні обчислювальних нейронаук у СРСР; д-р Рубен Тікіджі-Хамбур'ян.
Два інших стріми Літньої школи AACIMP–2013 – "Дослідження операцій" (Operational Research – OR) та "Прикладні комп'ютерні науки" (Applied Computer Science – ACS). Цього року OR зосередиться на фінансовій математиці (Financial Mathematics) та управлінні логістикою (Supply Chain Management). А ACS – стрім, основу якого складатимуть практичні заняття – на машинному навчанні (machine learning) та штучному інтелекті (artificial intelligence).
Отже, не пропустіть: VIII Літня школа AACIMP відбудеться цього року, вже традиційно, у НТУУ "КПІ" з 1 по 17 серпня. Організатори проекту, НТСА КПІ, запрошують усіх бажаючих до участі як слухачів або волонтерів-помічників.