Спецэффекты и сибирские мыши: как теперь изучают мозг

Сибирские ученые уже год активно изучают мозг с помощью технологий МРТ. В этой работе налажено сотрудничество с международными экспертами, в том числе из швейцарской Лозанны. О том, зачем именно швейцарские ученые приезжают в Новосибирск и чем сибирский город с научной стороны сильнее европейских, рассказал профессор Федерального политехнического университета Лозанны Жорж Абу-Жаудэ.

Жорж Абу-Жаудэ – уроженец Ливана, закончил Математическую школу Гренобля (Франция). В 1984 году получил диплом архитектора Федерального политехнического университета Лозанны, прошел обучение по 3D-моделированию в компьютерной графике в том же университете, где сегодня и работает в должности профессора. Знает несколько языков. У него русская жена и четыре ребенка.

Фото: © Анастасия Давлетгильдеева, пресс-служба НГУ

СПЕЦЭФФЕКТЫ МОЗГА

Жорж приехал в Новосибирск на научную конференцию «Новые направления нейробиологии и нейровизуализации», после визита десяти сибирских ученых в Швейцарию.

«Международный томографический центр» СО РАН получил год назад грант на изучение мозга методом МРТ, а институт в Лозанне, где работает профессор, также курирует эту область научных поисков. Сам же господин Абу-Жаудэ занимается визуализацией или компьютерным моделированием.

По его словам, главное в его деятельности – программирование и моделирование, но большие объёмы информации и программное наполнение он укладывает в красивые 3D-модели. Они позволяют показать обывателям, политикам, инвесторам сложные понятия наглядно.

Одним из самых ярких примеров его работы является визуализация нейронной сети в мозге, над которой он трудился около трех лет. «Я первый в мире сделал визуализацию, как в головном мозге работает система нейронов. Мою визуализацию берут политики, ВВС, СNN. В России на конференции я рассказал коллегам, как я это делаю. Но что бы понять это, надо знать математику, физику, химию, биологию, программирование, искусство, новосибирские коллеги все это знают», — сказал профессор.

Он отметил, что работа над такой моделью очень крайне сложная. «Сначала эта модель находится у меня в голове, затем делаю чертеж на бумаге, а дальше долгий процесс построения модели на одном супермощном компьютере, потом на другом. И только когда построена эта модель, происходит ее визуализация, превращение в нечто наглядное и красивое», — рассказал Абу-Жаудэ.

Фото: © предоставлено Жоржем Абу-Жаудэ

Он добавил, что моделирование продвигается в мире усилиями кино и игровой индустрии, так как именно там находятся основные потоки денег. Но сейчас, в последнее время эти же «спецэффекты» стали доступны в мире науки, где особенно важно изображать наглядно очень сложные данные и понятия.

«Джордж Лукас работает в кино, я — в университете. Но я знаю, что они делают, и делаю также. Эти принципы применимы для любых отраслей науки. При этом все делегации разных стран смотрят на визуализацию работы нейронных сетей заворожённо», — поделился ученый.

Он признался, что сам не любит ходить на современные фильмы, потому что знает, как делаются спецэффекты изнутри, и даже сам участвует в производстве игр. И ему гораздо интереснее делать спецэффекты для науки.

«Мы делали симулятор полета для пилотов новейших поколених самолетов на солнечных батареях ClipAir и Solar Impuls. А также я участвовал в создании экзоскелета, благодаря которому на открытии чемпионата мира по футболу в Бразилии первый удар по мячу сделал подросток-инвалид», — привел примеры собеседник.

Сейчас у профессора новая задача — сделать модель функционирования стволовых клеток (благодаря которым осуществляется обновление тканей и органов). «Сейчас я делаю компьютерное моделирование стволовых клеток, это очень трудно, ведь есть несколько типов таких клеток», — уточнил он.

МЫШИ ВЫСОКОГО УРОВНЯ

«Я очень люблю Новосибирск. Первый раз я побывал в России именно в этом городе. Потом в Швейцарии один друг сказал, что ты говоришь по-русски, а у него хороший друг работает в Новосибирске, значит надо налаживать сотрудничество. По чуть-чуть я завел новых друзей в Новосибирске, и стали завязываться научные связи. Здесь мне нравится, что развивается междисциплинарное взаимодействия, когда разные институты решают одну задачу», — рассказал Жорж.

Сейчас в Новосибирске, по словам профессора, в перспективе на несколько лет обсуждаются совместные проекты с «двумя-тремя институтами».

«Виварий в Новосибирске — номер один в мире. У нас в Швейцарии выделяют много денег на науку и тоже есть виварий, но он хуже. Потому что у вас виварий грамотно сделан: все в одном помещении: и мыши, и оборудование для их исследования. В Швейцарии мыши в одном помещении, а когда надо их исследовать, то их надо нести в другое помещение. Нарушается стерильность», — сказал Абу-Жаудэ.

По его словам, в Новосибирске в виварии, где есть даже МРТ, и сами мыши высокого уровня. «Может, быть будем работать вместе. Есть один проект очень интересный. Они изучают поведение мышей. Я могу делать компьютерную модель поведения мышей. Это научная задача, позволяющая увидеть, как они ведут себя при воздействии тех же новых лекарств», — предположил собеседник.

Сейчас новосибирские ученые эксперименты с мышами фиксируют только на видео. «Надо снимать видео с разных точек и делать 3D-виртуальную модель. Тогда можно будет делать симуляцию их поведения, прежде чем организовывать новый эксперимент», — считает ученый.

Остальные совместные проекты с новосибирскими учеными находятся еще на той стадии обсуждения, на которой Абу-Жаудэ предпочел не раскрывать подробностей.

СПРАВКА: По данным ФАНО, в рамках проекта «Исследование возникновения, течения и прогноза заболеваний головного мозга методами нейробиологии и нейровизуализации» Института «Международный томографический центр» СО РАН будут получены новые данные о структурных особенностях мозговой ткани и функциональных характеристиках высшей нервной деятельности в норме и при различной патологии.

Ожидается, что в рамках исследования будет получена информация о характере ликвородинамики (процесс циркуляции спиномозговой жидкости) и мозгового кровотока. Эти данные помогут в разработке нового комплексного научно-диагностического подхода к диагностике заболеваний центральной нервной системы с использованием наиболее современных методов лучевой диагностики.