Часть вторая: Путь от животного – к машине

Самая совершенная самоорганизующаяся система – это, безусловно, человеческий мозг. Именно его советские ученые выбрали в качестве идеального образца, нацеливаясь на создание принципиально новой кибернетической машины. Однако предварительно необходимо было понять: как в нашем мозгу происходит обработка внешней информации, как происходит отбор нужных фактов? Чтобы выявить эти важнейшие принципы, исследователи пошли путем физиологических экспериментов. За теоретическую основу, с одной стороны, было взято учение Ивана Павлова, с другой – достижения в области кибернетики.

Для решения задачи были изучены алгоритмы, в соответствии с которыми головной мозг животного использует оптимальную программу поведения при взаимоотношении с внешней средой. Ученых интересовал вопрос: какие приемы использует подопытная собака для формирования «программы» работы мозга? В ходе экспериментов выяснилось следующее. Вначале подопытное животное производит случайные действия, запоминая при этом те изменения во внешней обстановке, которые дают положительный результат. Нужный алгоритм усваивается не сразу. Но ученые определили здесь сходства работы мозга с кибернетическим устройством. Исследования показывали, что собака не запоминает буквально всю поступающую в ее мозг информацию и все свои действия. Она запоминает только ту информацию и те действия, которые необходимы для нужного результата. Остальное отбрасывается и забывается.

Таким путем ученые определили принципиальное отличие головного мозга от кибернетической машины, хранящей как необходимую, так и ненужную информацию. Самоорганизующаяся система должна, таким образом, не только предусмотреть правила порядка действий при своей работе, но и возможность быстрейшего обнаружения нужных сведений. Это был один из самых трудных вопросов, ведь в памяти машины накапливается много информации, которая постоянно просматривается и сравнивается с отыскиваемой информацией. Что касается работы головного мозга, то он быстро выдает необходимые данные – без полного просмотра всего того, что хранится в его памяти.

Чтобы понять, каким образом мозг отыскивает нужные сведения, были также проделаны соответствующие опыты с собаками (например, опыты по формированию у собаки новой модели поведения). Как выяснилось, в головном мозгу также происходит сверка данных памяти с теми данными, что поступают извне. Этот процесс осуществляется посредством особых нервных элементов.  В итоге ученые вышли на новый уровень постановки задачи: разработать модель нервной сети такой структуры, которая могла бы обеспечить воспроизводство наблюдавшихся в опыте явлений.

Завершающим шагом стало создание радиоэлектронной машины, реализующей как раз те принципы, что были выявлены в ходе экспериментов с животными. Такая машина, действительно, была создана к началу 1960-х годов. Как его тогда называли – «самообучающийся автомат». Он стал детищем совместной работы физиологов Академии медицинских наук СССР и инженеров Московского энергетического института.

Что представляла собой эта машина? Данный аппарат был величиной с обычный книжный шкаф и снаружи не выделялся ничем особенным. Вход внешней информации осуществлялся с помощью четырех кнопок. Одна из этих кнопок отвечала за «поощрение», то есть с ее помощью вводилась информация о том, ведет ли совершенное действие к нужному результату. Такой аппарат с помощью проводов мог подключаться к реальному производственному процессу. По этим проводам «на вход» поступала информация об изменении температуры, давления и т.д. А к выходам могли подключаться исполнительные устройств, регулирующие эти различные параметры управляемого объекта.

По сути, данный автомат моделировал и воспроизводил выработку цепи условных рефлексов. Вначале, когда он еще «не обучен», он совершал случайные «действия», не сигнализируя правильно на нажатие кнопок. При этом, если одно из «действий» совпадало во времени с нажатием какой-либо кнопки, и это совпадение сопровождалось «поощрением», оно сохранялось в памяти машины. После неоднократного повторения такой ситуации автомат «обучался», и тогда уже при нажатии определенной кнопки всегда отвечал зажиганием «правильной» лампочки. Для того чтобы машина запомнила всю цепь в ее последовательности, в нее было введено устройство, позволяющее различать, какая из связей образовалась раньше. Таким образом, если в начале работы автомат нуждался в подкреплении действием извне (конкретно – человеком), то затем он начинал самостоятельно оценивать полезность той или иной информации. Новые «условные рефлексы» вырабатывались на основе подкрепления одним условным раздражителем ранее уже выработанных рефлексов.

Подчеркнем, что в основу работы такой машины была положена гипотеза о структуре нервной сети, обеспечивающей условно-рефлекторную деятельность. Эксперименты, проведенные с этим автоматом, показали, что в известных условиях, определенных его конструкцией, он в состоянии «исследовать» внешнюю среду и на этой основе вырабатывать новые программы своей работы. Автомат производил отбор, запоминая только полезную и достоверную информацию и решая поставленную перед ним задачу.

Первые практические результаты в области нейрокибернетики настолько воодушевили наших ученых, что они тут же начали выстраивать впечатляющие картины использования таких «умных» кибернетических машин в различных областях человеческой жизни и деятельности. Возьмем, к примеру, медицину. Представьте - писали в научно-популярных журналах тех лет, - что в далекую таежную больницу доставили тяжелобольного. Молодой врач, осматривая пациента, не может поставить точный диагноз, поскольку еще никогда не сталкивался с подобными симптомами. Ждать приезда опытного специалиста – значить терять драгоценное время. Что делать? И тут молодой врач обращается за консультацией к своему электронному помощнику, находящемуся в той же больнице. Этот помощник – само-программирующийся аппарат, хранящий в своей памяти огромный запас «опыта» и огромный массив данных относительно признаков самых разных болезней. Через минуту диагноз поставлен и тут же выдается перечень возможных приемов лечения.

Для простого обывателя подобные картинки напоминали научную фантастику, но только не для ученых, работающих в области нейрокибернетики. В то время они были настроены весьма оптимистично в отношении развития практических приложений данного направления. По их убеждению, не за горами был тот день, когда «умные» автоматы станут воплощаться в «железе» и войдут в нашу повседневную жизнь так же, как это однажды произошло с автомобилями. Если брать ту же медицину, то самонастраивающиеся кибернетические машины могли пройти «курс обучения» у самых лучших клиницистов, сохранив в своей памяти их колоссальный опыт. Специалисты не видели в этом ничего фантастического. По их убеждению, такими аппаратами через несколько лет будут укомплектованы все больницы и поликлиники страны. То есть, согласно их прогнозам, это должно было произойти где-то к концу 1960-х годов.

Почему массовое внедрение «умных» нейрокибернетических систем (сиречь – технологий ИИ) так сильно затянулось и активно продвигается только в наши дни  –  тема другого разговора. Для нас важно понять одно: когда сегодня нам рассказывают о головокружительных перспективах искусственного интеллекта, необходимо помнить, что наши ученые проговаривали всё это и продуктивно работали в указанном направлении почти семьдесят лет тому назад.

Николай Нестеров

Ученые Института проблем химико-энергетических технологий (ИПХЭТ СО РАН Бийск, Алтайский край) и Института нефтехимического синтеза РАН (Москва) впервые в мире доказали возможность получения текстильного волокна (лиоцелла) из мискантуса.

"Впервые в мировой практике экспериментально подтверждена возможность использования мискантуса, а именно Miscanthus Giganteus сорта КАМИС, для получения прядильных растворов в N-метилморфолин-N-оксиде. Всесторонне изученные механические и термические свойства нового типа волокон доказали возможность получения высококачественного продукта из отечественного мискантуса", - говорится в сообщении на сайте СО РАН.

Результаты опубликованы в журнале Polymers.

N-метилморфолин-N-оксид - вещество, которое используется в качестве растворителя для целлюлозы для получения волокон.

Как сообщалось, ранее специалисты "Биотехнокомпозита" в сотрудничестве с учеными Института нефтехимического синтеза РАН первыми в мире сумели получить из мискантуса растворимую целлюлозу.

Ранее компания приобрела у ИЦиГ по лицензии побеги мискантуса, засеяла в Московской области плантацию в несколько сотен гектаров, запустила опытную производственную линию по выработке целлюлозы и производству из нее биоразлагаемой одноразовой посуды.

Как сообщалось, ученые ИЦиГ окультурили популяцию мискантуса (быстрорастущего вида из семейства злаковых, обычно культивируемого как декоративное), найденную на Дальнем Востоке. При правильном выращивании мискантус содержит до 15 тонн целлюлозы на гектар.

В настоящее время у ИЦиГ есть плантация мискантуса.

Ранее в ИПХЭТ СО РАН научились делать из мискантуса нитроцеллюлозу, которая применяется, в частности, при производстве бездымного пороха - пироксилина.

Также мискантус рассматривается как перспективное сырье для производства биотоплива.

Читайте полностью: https://www.interfax-russia.ru/siberia/news/rossiyskie-uchenye-pervymi-v...

Часть Первая: На стыке математики и биологии

Нейросети, искусственный интеллект, обработка больших данных, изучение и моделирование сложных систем - все эти понятия (как уверены многие из нас) отражают суть современных прорывных решений в области научных исследований и технологий. Мы уже привыкли к тому, что живем в эпоху цифровизации, развивающейся сейчас под знаменем искусственного интеллекта. Всё это кажется многим из нас чем-то совершенно новым и будто бы возникшим не так давно. Однако, как мы уже убеждались неоднократно, у всего «нового» неожиданно обнаруживаются четкие следы в прошлом, когда, казалось бы, о нейросетях и искусственном интеллекте могли мечтать только писатели-фантасты.

Внимательное изучение научной периодики полувековой и даже семидесятилетней давности в очередной раз показало, что «фантастические» технологии создавались уже тогда - на переломе 1950-х и 1960-х годов. Понятие «искусственный интеллект» еще не фигурировало, однако электронные машины, способные самостоятельно обучаться, самостоятельно программироваться, анализировать данные и принимать решения, уже реально существовали в «железе». И не только за рубежом, но и в нашей стране!

Для нашей темы важно то, что такие прорывные решения возникали благодаря творческому союзу математики и… биологии. Биология, как выясняется, сыграла здесь решающую роль. Как мы знаем, вопросы кибернетики, набиравшей силу как раз в те годы, были напрямую связаны с функционированием и управлением сложных систем. Такие сложные системы существуют в живой природе. Их функционирование понималось с трудом не по причине того, что ученые не могли проникнуть в них вооруженным глазом (с этим-то проблем уже не было), а по причине их очень высокой сложности, которую было нелегко «втиснуть» в математические формулы.

Такими сложными системами являлись, например, лежащий в основе пищеварения комплекс ферментативных процессов, система регуляции кровяного давления, фотосинтез растений и т.д. Особое место здесь занимал головной мозг человека, состоящий из миллиардов нервных клеток, связанных и взаимодействующих друг с другом особым образом. Главная проблема исследования таких сложнейших систем заключалась в том, что обычный анализ не давал нужных результатов, поскольку даже скрупулезное изучение всех входящих в нее элементов еще не давало понимания функционирования всей системы в целом. Как объясняли ученые, принцип работы сложной системы нельзя просто так свести к сумме закономерностей, выявленных при исследовании отдельных ее частей.

Указанная проблема в свое время привлекла к себе пристальное внимание со стороны физиологов. В частности, этому уделял свое внимание такой известный ученый, как Иван Павлов. Он разработал ряд методов, позволявших изучать живой организм как единое целое и изучать тончайшие процессы управления и регуляции, осуществляемые нервной системой. Его теория рефлекторной деятельности произвела переворот в науке. Учение Павлова о высшей нервной деятельности продолжила свое развитие как в СССР, так и в зарубежных странах. И совершенно неожиданно новые перспективы открылись здесь в результате развития такой науки, как кибернетика.

Напомним, что кибернетика одновременно изучает как природные системы, так и искусственные. В последнем случае речь идет о вычислительных радиоэлектронных устройствах, когда-то называвшихся «кибернетическими машинами». В ходе развития кибернетики у ученых сама собой напрашивалась аналогия между работой головного мозга и работой кибернетической машины. Можно ли создать машину, функционирующую по тому же принципу, что и наша высшая нервная система? Подчеркиваем, что об этом задумывались более семидесяти лет тому назад. В то время считалось, что исследования головного мозга дают нам понимание важных закономерностей работы сложной системы управления, которые могут иметь большое значение для развития кибернетической теории. С другой стороны, достижения в области кибернетики можно было использовать для понимания физиологических процессов, лежащих в основе головного мозга.

Примерно так сформировался довольно специфический круг вопросов, связанных, подчеркнем еще раз, с изучением головного мозга. По характеру основных проблем, а также по специфике применяемых методов, данный круг вопросов значительно отличался как от проблем технической кибернетики, так и от тогдашних исследований в области физиологии. Так, по сути, родилась новая отрасль науки – нейрокибернетика.

Движение в указанном направлении, когда ученые сосредоточились на логической функции нейрона, привело к созданию теории нервной сети. Причем, произошло это еще в 1940-е годы. Было создано несколько абстрактных моделей нейронов. В данном случае мы говорим об упрощенном математическом описании подлинного нейрона. Соединяясь между собой тем или иным образом, нейроны создают нейронные сети, отличающиеся одна от другой. К ним вполне можно было применить методы математической логики, что открывало возможность изучения появляющихся там явлений и закономерностей.

В данном случае мы говорим об абстрактном методе исследования. Однако он не был исчерпывающим. Ученые считали, что изолированный путь математической логики не может привести к вскрытию физиологических механизмов работы головного мозга – точно так же, как изучение законов оптики не вело, само по себе, к пониманию физиологических механизмов деятельности органа зрения. Такой позиции, в частности, придерживались тогда советские ученые. По их мнению, теория нервной сети не учитывает данных, накопленных физиологией. Если она находится в отрыве от учения Павлова о высшей нервной деятельности, она не способна дать должного представления о существующих в мозгу нервных сетях, обеспечивающих сложное поведение живых существ.

Интересно, что сам Павлов еще в 1902 году предсказывал, что придет время, когда математический анализ, опираясь на естественнонаучный анализ, «охватит формулами уравнений все эти уравновешивания, включая в них, наконец, и самого себя». Именно в таком в таком комплексном использовании абстрактного и экспериментального методов виделся верный путь к успеху.

Надо сказать, что уже к началу 1960-х годов для ученых становилось привычным, когда машина управляла станком, делала переводы с одного языка на другой или очень быстро производила сложнейшие вычисления. Для этого необходимо было ввести соответствующую программу действий, на что тратилась масса времени и сил. Уже в то время, судя по публикациям в научной периодике, ученые перестали удовлетворяться возможностями таких машин и искали пути их совершенствования, мечтая об электронном «помощнике», способном реагировать на изменение внешних условий, учитывать эти условия и «разумно» взаимодействовать с внешней средой.

Иными словами, более шестидесяти лет назад в нашей стране уже вовсю ставился вопрос о создании самоорганизующейся кибернетической системе, способной самостоятельно составлять программу своей работы. Такая машина должна была обладать способностью отбирать нужную (и при этом – надежную) информацию и иметь определенную цель своей деятельности, которая как раз и являлась критерием отбора нужной информации. Несмотря на кажущуюся фантастичность (по тем временам) такой задачи, она была успешно реализована к началу 1960-х годов. И для ее решения огромную роль сыграли физиологические исследования, начатые когда-то академиком Павловым.

Николай Нестеров

Окончание следует

Отечественные экологичные технологии продления срока эксплуатации дорог, а также создания материалов для строительства из отходов ТЭЦ презентовали в новой лаборатории Передовой инженерной школы НГУ. Особенность их в том, что они не загрязняют окружающую среду  и имеют низкий углеродный след, а также служат для утилизации отходов. Исследования молодые ученые проводят при содействии Правительства региона. 19 ноября в церемонии открытия лаборатории экологического инжиниринга и технологий декарбонизации, которая относится к центру компетенций «Технологии замкнутого цикла» ПИШ НГУ, приняла участие заместитель Губернатора Ирина Мануйлова. Она отметила, что цели и задачи исследований соответствуют разрабатываемому по поручению Президента РФ новому нацпроекту «Экологическое благополучие» и направлены на импортозамещение. Ирина Мануйлова подчеркнула, что для молодых ученых созданы все условия, для проведения исследований, направленных на минимизацию негативного антропогенного воздействия на окружающую среду и ликвидацию накопленного экологического вреда, подчеркнув, что экологический инжиниринг — это важное наукоемкое направление деятельности в современном обществе, и оно будет востребовано в разных регионах России.

«Опыт Новосибирской области в развитии Передовых инженерных школ получил высокую оценку на «Технопроме». В регионе создана целая экосистема инженерного образования. Центры компетенций — это подразделения ПИШ НГУ, объединяющие проектные команды, задача которых — находить технологические решения для актуальных отраслей. На сегодняшний день в Передовой инженерной школе НГУ действуют шесть технологических платформ  «Аэрокосмическое приборостроение», «Биотехнологии и микрофлюидика», «Нефтегазовый инжиниринг», «Технологии замкнутого цикла», «Оптика и сенсорика»  и «Искусственный интеллект в промышленности. И их количество планируют увеличивать. Специализация новой лаборатории - экологическая безопасность и внедрение низкоуглеродных и экологически чистых технологий - одни из важнейших направлений Стратегии научно-технологического развития РФ, утверждённой Президентом», – сказала Ирина Мануйлова, – сказала Ирина Мануйлова.

Исследования ученых и инженеров ориентированы на разработку экологических программ в составе технических проектов, позволяющих предприятиям сокращать вредное воздействие на окружающую среду и повышать экономическую эффективность процессов производства.

«Проекты, над которыми трудятся молодые ученые в связке с индустрией, помогут предприятиям стать эффективнее и оптимизировать производство.  Мы уже видим некоторые результаты реализации подобных проектов в нашем регионе, в том числе, проводимых при поддержке РНФ и Правительства НСО, таких как сокращение углеродного следа, очистка воды и почвы от нефтепродуктов с  помощь микроорганизмов,  использования золошлаковых отходов ТЭЦ для производства стройматериалов, раздельный сбор мусора и многое другое. Новосибирский научный центр обладает всеми необходимыми ресурсами для создания инновационных решений в области экологического инжиниринга. Мы поддерживаем инициативы студентов и магистрантов, помогая им проводить исследования на современном оборудовании и разрабатывать новые технологии для индустриальных партнёров. Связь науки с индустрией Правительство региона стимулирует благодаря инструментам поддержки. Один из них – субсидии инновационным компаниям в сфере коммерциализации научных знаний и трансфера технологий оказывается в регионе в течение нескольких лет  и является одним из инструментов госпрограммы «Научно-технологическое развитие Новосибирской области». В 2024 году на эти цели было выделено до 170 миллионов рублей», – отметил министр науки и инновационной политики НСО Вадим Васильев.

Одной из ключевых задач лаборатории станет решение задач рационального природопользования и ресурсосбережения. В частности, в рамках одного из текущих проектов лаборатории продолжится усовершенствование экологичных инновационных  материалов для повышения долговечности автомобильных дорог в регионах с неблагоприятными погодными условиями, в Арктической зоне. 

Разработанная биополимерная смесь полностью отечественного производства. Она будет применяться для укрепления насыпей и откосов дорог от водной и ветровой эрозии. В 2025 году планируются опытно-промышленные испытания технологии в климатических условиях Ямало-Ненецкого автономного округа. В перспективе данная технология может быть адаптирована для укрепления дорог в Сибирском федеральном округе с целью продления сроков службы  дорожного полотна до капитального ремонта.

«Здесь созданы возможности проведения исследований и разработки инженерно-технических решений. Лаборатория оснащена современным аналитическим и испытательным оборудованием, которое позволяет производить работы с полимерными, керамическими и цементными материалами. Открытие лаборатории даст возможность магистрантам  ПИШ НГУ проводить исследования на современном оборудовании, участвовать в разработке инновационных решений для реальных задач индустриальных партнеров и получать ценный производственно-ориентированный опыт в области экологического инжиниринга», – отметил директор ПИШ НГУ, д.ф.-м.н., профессор РАН, Сергей Головин.

Часть вторая: Когда всё гладко только на бумаге

Во многих исследованиях по теме энтомофагии постоянно отмечается, что на сегодняшний день как минимум два миллиарда человек на планете регулярно употребляют насекомых. Так происходит как минимум в 113 странах, где насекомых ценят из-за их «уникального вкуса» и даже из-за пользы для здоровья. В исследовании индийских ученых, которое мы приводили в первой части, очень большое внимание уделяется как раз этому оздоровительному эффекту. Как утверждают авторы исследования, традиционно потребляемые насекомые относятся к здоровой еде и являются кладезем самых разных питательных веществ, включая ценные белки, жиры, витамины, минералы и клетчатку. Якобы по этой причине они являются популярной пищей среди диетологов и врачей.

На этом основании авторы даже пытаются оспорить тезис о том, будто насекомые являются едой для бедных. На самом же деле, полагают исследователи, насекомых изначально использовали в терапевтических целях, поэтому их нельзя ассоциировать с какими-то низшими социальными слоями, особенно учитывая то обстоятельство, что в Индии традиционная народная медицина до сих пор использует солидный список насекомых разных видов.

Отметим, что данное исследование было опубликовано в марте 2024 года, то есть относительно недавно. И в нем, на удивление, очень сильно раздут именно этот, целительный аспект энтомофагии (со ссылкой на народную традицию). Почему мы обращаем на это внимание? Дело в том, что полезные свойства насекомых – тема, до сих пор вызывающая много вопросов. И, тем не менее, сторонники «новой еды» на протяжении нескольких лет пытаются увязать потребление съедобных насекомых со здоровым образом жизни. В некоторых исследованиях прямо подчеркивается, что в западных странах ряды энтомофагов пополняются главным образом за счет молодых ЗОЖ-ников.

Если же мы немножечко углубимся в историю вопроса, то выяснится, что еще каких-то десять лет назад такой уверенности в пользе насекомых для здоровья человека в научных кругах не наблюдалось. Так, в одном исследовании 2015 года признается необходимость научной проверки полезных свойств съедобных насекомых, а также необходимость всесторонней оценки рисков их массового потребления, особенно если речь идет о западных странах, для которых традиция энтомофагии не характерна. При этом авторы данной работы обращают внимание на то, что большинство публикаций, посвященных съедобным насекомым, сосредотачиваются на их питательных свойствах, оставляя за скобками вопросы безопасности такой еды для западных потребителей.

В ряду опасностей, которые может нести еда из насекомых, первое место занимают аллергические реакции. В частности, было зарегистрировано несколько случаев анафилактического шока после употребления съедобных гусениц, широко распространенных в африканских станах к югу от Сахары. Другой пример. В Китае в число часто употребляемых насекомых входит куколка шелкопряда, и согласно официальным оценкам, ежегодно в этой стране более тысячи человек испытывают анафилактические реакции после употребления куколок. Причем как минимум у пятидесяти из них реакция принимала тяжелую форму, требующую немедленной госпитализации. Был случай, когда в больницу попал турист из Франции, отведавший на улице жареную в масле куколку.

Также были отмечены случаи тяжелой аллергической реакции на употребление саранчи, кузнечиков и сверчков. Специалисты предупреждают, что в большинстве случаев опасность представляет повторное принятие аллергена. То есть, если при первом потреблении того или иного съедобного насекомого аллергии не наблюдалось, то есть риск получить такую реакцию при повторном потреблении. Поэтому данную пищу, еще мало знакомую европейцам, необходимо потреблять с большой осторожностью, настаивают специалисты.

Также упоминается возможность микробных рисков, поскольку в потенциале насекомые могут являться переносчиками патогенов. В том же ряду находится проблема опасности переноса паразитов. Присутствие таких паразитов достаточно хорошо задокументировано. Например, речь идет о кишечном сосальщике, передающемся через пищу. Также не стоит игнорировать потенциальную роль насекомых в передаче трипаносомоза, которая раньше не принималась во внимание. И если на начальном этапе наличие патогенов и паразитов можно проконтролировать, то в случае бурного развития глобального рынка съедобных насекомых такая опасность существенно возрастет.

Не меньшее опасение вызывает и возможное химическое загрязнение, учитывая, что насекомые способны накапливать различные токсины (содержащиеся, например, в химических препаратах, которыми обрабатывают поля). Уже отмечались случаи употребления в пищу саранчи и кузнечиков, загрязненных пестицидами. Помимо этого, существует вероятность загрязнения тяжелыми металлами. Так, в 2007 году исследователи обнаружили высокое содержание свинца в сушеных кузнечиках, продаваемых на территории Мексики. Еще один источник опасности – метаболические стероиды, способные вызывать задержку роста, отеки, желтуху и рак печени. Они были обнаружены у некоторых видов жуков. Такие жуки, как усачи, содержат толуол – депрессант, токсичный для мозга, почек и печени.

Перечисленные факты показывают, что проблема требует тщательного изучения, и говорить об абсолютной безопасности (и тем более – полезности) регулярного потребления съедобных насекомых пока еще преждевременно. Помимо этого, много вопросов вызывал хитин, из которого состоит внешний скелет насекомых. Известно, что хитин практически не усваивается человеческим организмом, а потому не было полной ясности в том, какое влияние он может оказать на наше здоровье.

И вот в 2018 году появляется первая публикация результатов одного такого исследования, проведенного группой американских ученых. Авторы исследования прямо пишут о благотворном влиянии сухой биомассы, полученной из сверчков, на человеческое здоровье. Эксперимент проводился на совершенно здоровых добровольцах, которые в течение шести недель принимали (в качестве добавки) небольшую дозу (25 грамм) указанного порошка из сверчков. Исследователи утверждают, что в указанной дозе потребление сверчков является совершенно нетоксичным. Мало того, порошок поддерживал рост пробиотической бактерии Bifidobacterium animalis, тем самым благотворно влияя на кишечную микробиоту. Отсюда следовал вывод, что употребление сверчков способно улучшить здоровье кишечника. Однако авторы признаются, что механизм данного эффекта еще не до конца понятен. По их мнению, положительную роль для микробиоты кишечника играет как раз хитин, который они характеризуют как нерастворимое волокно с потенциальными пробиотическими свойствами. Якобы хитин способствует росту полезных бактерий, хотя эта связь, отмечают исследователи, им не совсем понятна.

Позже появились публикации, где заявлялась о том, что проблема полезных свойств съедобных насекомых требует дальнейшего изучения, и что по первым опытам с порошком из сверчков делать окончательные выводы еще рано. Интересно, что в 2023 году вышла публикация, где указывалось, что влияние хитина на микробиоту кишечника и на здоровье человека пока не является окончательно изученным, и поэтому требуется как можно больше подобных исследований, желательно – на людях. При этом, как ни странно, исследователи излучают уверенность, что данное влияние является, несомненно, положительным. То есть механизм непонятен и малоизучен, но его эффекты великолепны.

Самое интересно, что, несмотря на признание в недостаточной изученности полезных свойств насекомых (а равно и потенциальных опасностей в случае их массового потребления), съедобные насекомые прямо позиционируются как «полезная еда» будущего, где всё уже предрешено. Параллельно, как мы знаем, в разных странах (включая и нашу страну, и даже конкретно Новосибирскую область) закладываются предприятия по массовому выпуску биомассы из тех же сверчком и других насекомых. И при этом никто не может внятно сказать, можно ли безопасно потреблять такую еду регулярно, как это происходит с хлебом и картошкой. Ведь согласитесь, что те 25 граммов сверчкового порошка в день, который выдавали «подопытным» добровольцам в упомянутом выше эксперименте, сложно назвать «едой». А что произойдет, если доза увеличится в десять, а то и в двадцать-тридцать раз? Ответа мы пока еще не получили.

Константин Шабанов

Новосибирские биологи изучили эффективность новых систем доставки матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК). Их особенность в том, что они менее токсичны по сравнению с другими способами доставки и обеспечивают долгосрочную экспрессию мРНК. Эти результаты представляют многообещающее направление для разработки противовирусных и противоопухолевых мРНК-вакцин. Исследование опубликовано в журнале Pharmaceutics.

За последние десять лет терапия на основе мРНК показала значительный потенциал. Самым ярким примером стала массовая вакцинация против COVID-19 во время пандемии. Теперь с помощью мРНК-технологий ученые создают вакцины против вирусов и рака, а также терапевтические мРНК-препараты для лечения генетических и других заболеваний.

Ввиду того, что мРНК не может проникнуть в клетку самостоятельно, для ее доставки используются различные трансфекционные агенты, обеспечивающие накопление мРНК внутри клетки и защищающие ее от разрушения ферментами РНКазами. Чаще всего для этих целей применяют липосомы — небольшие везикулы (пузырьки), состоящие из смеси заряженных и нейтральных липидов. На сегодняшний день разработано много систем липосомальной доставки мРНК, однако кинетика поглощения и экспрессии мРНК изучена недостаточно хорошо.

Все липосомы имеют ограничения — при системном введении в организм они попадают в печень, где накапливаются и разрушаются. Для исследователей же важно настроить систему доставки к органу, который подвергся воздействию вируса, опухоли, или к органу иммунной системы для активации противовирусного или противоопухолевого иммунного ответа. Для того чтобы доставлять мРНК в определенные ткани, органы и клетки, необходимо подобрать правильный состав липосом.

Липосомы были разработаны специалистами Института тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова. В состав липидных наночастиц входили катионные липиды (необходимые для связывания мРНК) в сочетании с нейтральными липидами-хелперами (после доставки в клетку помогают мРНК выходить в цитоплазму клетки для считывания с нее вирусного или опухолевого антигенного белка). Особенность этих липосом в том, что катионный липид полностью состоит из природных компонентов: спермина, глицерина, холестерина. Благодаря такому составу ученым удалось снизить токсичность и повысить биоразлагаемость.

«Мы изучали эффективность новых систем доставки, которые синтезировали наши коллеги из МИТХТ им. М. В. Ломоносова. Сначала характеризовали комплексы мРНК-липосом, оценивали их физико-химические показатели: размеры и заряды. Уже после переходили на уровень in vitro, где тестировали комплексы на культуре человеческих клеток. С помощью проточного цитометра оценивали уровень специфического сигнала от флуоресцентного белка, который синтезировался клетками с мРНК. Здесь нам удалось показать, что как доставка, так и трансляция мРНК идут очень активно. Дальше в эксперименте in vivo на экспериментальных животных мы изучали кинетику активности другого репортерного белка, люциферазы светлячка. Он был закодирован в мРНК в режиме долгосрочного отслеживания биолюминесценции. Для этого определенное количество мРНК люциферазы в комплексах с липосомами вводили мышам внутримышечно. С помощью прибора IVIS Lumina II мы прижизненно детектировали люминесцентный сигнал во временной промежуток от нескольких часов до девяти суток после введения мРНК», — рассказал младший научный сотрудник лаборатории геномного редактирования Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН Денис Николаевич Антропов.

Помимо изучения новых систем доставки, ученые подбирали оптимальную структуру мРНК. РНК — это одноцепочечная молекула, которая состоит из рибонуклеотидов. Она должна иметь определенные модификации и структуры, чтобы защищаться от нуклеаз, предотвращать деградацию и обеспечивать стабильность молекулы. Например, поли-А хвост (длинная цепочка адениновых нуклеотидов) или 5'-кэп (структура в начале мРНК, которая защищает от расщепления нуклеазами и способствует более эффективной трансляции). Исследователи ввели новые нетранслируемые области в структуру мРНК (участки молекулы, которые не кодируют белки, но играют важную роль в регуляции экспрессии генов и стабильности мРНК). Это повлияло на увеличение количества считываемого с молекулы белка.

«Благодаря правильно подобранному составу липосом и оптимизированной структуре РНК нам удалось добиться продолжительной и высокоэффективной экспрессии мРНК как in vitro, так и in vivo. Результаты нашего in vivo исследования показали, что максимального накопления белка мы достигали на третьи сутки после введения мРНК, после чего сигнал начинал постепенно угасать, однако детектировался даже на девятый день после инъекции. Это превосходные результаты, имеющие большие перспективы, поскольку из литературных данных мы знаем, что обычно максимальная экспрессия трансгенного белка после доставки мРНК наступает через четыре-восемь часов и уже через сутки затухает. Интересно и то, что биолюминесценция наблюдалась только в месте инъекции, а не за пределами внутримышечного введения (в печени и других органах), это говорит о локальной экспрессии гена», — прокомментировал научный сотрудник лаборатории биохимии нуклеиновых кислот ИХБФМ СО РАН кандидат биологических наук Олег Владимирович Марков.

Результаты исследований показывают многообещающее направление для профилактического использования в медицине, где требуется устойчивый синтез и непрерывное поступление терапевтических или защитных белков. Сейчас ученые разрабатывают мРНК-вакцины на модели вируса гриппа. Скоро они получат результаты по противовирусному иммунитету, который запускается их мРНК-вакцинами. После отработки системы на моделях вируса специалисты планируют заняться тестированием и исследованием противоопухолевых вакцин.

Полина Щербакова

Часть Первая: Пищевая цепочка биоэкономики

Мы уже неоднократно уделяли внимание такой теме, как использование съедобных насекомых в качестве альтернативного белка. В последние годы эта тема весьма серьезно «раскручивается» в ведущих западных СМИ. Причем, что особо примечательно, в ее продвижении принимают активное участие «прогрессивные» миллиардеры и голливудские звезды. Поэтому на первый взгляд может показаться, что мы имеем дело с обычной маркетинговой операцией, цель которой –  создать положительный образ «новой еды», сформировать на нее устойчивый спрос и тем самым поддержать соответствующие стартапы (к которым, весьма вероятно, причастны «прогрессивные» миллиардеры).

Напомним, что в Новосибирске (о чем мы писали) уже существует предприятие по выпуску съедобного субстрата из домашних сверчков, который можно добавлять в различные продукты (например, в выпечку). Есть даже информация о том, что на некоторых кафедрах исследуется использование опарышей в производстве колбасных изделий (подробности пока что мы разглашать не можем). В любом случае, для коммерческих предприятий такие «пищевые инновации» были бы на руку. Так что вполне можно ожидать, что продвижение энтомофагии не за горами и в наших краях, поскольку в том есть вполне конкретный прозаический расчет у некоторых игроков продовольственного рынка.

В общем, впечатление такое, что здесь всё упирается в коммерческие интересы, и потому продвижение «еды будущего» останется в рамках банальных рекламных акций. Однако на самом деле - это лишь одна сторона медали. Уже становится совершенно очевидным, что под энтомофагию подводится солидная академическая база. Мы приходим к этому выводу на основании невероятного количества научных публикаций на эту тему, составленных представителями весьма серьезных исследовательских организаций. Как правило, в таких публикациях обнаруживается единый шаблон, призванный выставить потребление съедобных насекомых в выгодном свете и обосновать его глобальное значение.

Так, внимательно просмотрев более десятка таких публикаций, мы обнаруживаем повторяющийся набор аргументов в пользу энтомофагии. Главный посыл можно вообще назвать «стандартным». Исследователи исходят из того, что «традиционное» сельское хозяйство (то есть с опорой на животноводство и зерновые монокультуры) не в состоянии прокормить стремительно растущую численность людей, не вступая при этом в антагонизм с природными экосистемами. Производство животного белка через выращивание домашнего скота и птицы, уверяют нас, плачевно сказывается на биоразнообразии и усугубляет климатический кризис.

К примеру, разведение крупного рогатого скота в Бразилии всего лишь за десять лет привело к сокращению тропических лесов на 38 процентов. Пожалуй, это один из самых шокирующих современных показателей наступления сельского хозяйства на дикую природу. Если учесть демографические прогнозы, согласно которым к 2050 году население планеты увеличится до 9,7 миллиардов человек, то придется серьезно пересмотреть источники продовольствия. Восполняя нехватку белков существующими методами, мы можем нанести непоправимый урон биосфере.

В этой связи актуальность приобретает так называемая биоэкономика, которая рассматривает вопросы хозяйствования в тесной увязке с вопросами экологии. Одна из задач биоэкономики – разработать «устойчивые» методы сельского хозяйства в целях сокращения негативных экологических последствий нашей хозяйственной деятельности. Отсюда и вытекает необходимость всесторонних исследований по альтернативным источникам продовольствия.  Причем, эти новые источники по своим питательным свойствам не должны уступать животным белкам, получаемым на основе мяса домашнего скота и птицы. И как нас уверяют, наилучшей альтернативой в этом случае являются как раз съедобные насекомые.

В первую очередь, конечно же, перечисляются экологические преимущества разведения съедобных насекомых. Так, здесь требуется намного меньше воды, чем это происходит в животноводстве. Как подчеркивают исследователи, насекомым достаточно той влаги, что содержится в кормах. Поэтому расход воды будет связан, в основном, с поддержанием чистоты производственных помещений.

Вторым экологическим преимуществом является высокий выход белка с единицы занимаемой площади. Фактически, при производстве белка из насекомых мы можем как минимум в два раза, а как максимум – в десять раз, сократить занимаемую площадь сельхозугодий, отводимую под производство белка из свиней или крупного рогатого скота.  

Другое экологическое преимущество, актуальность которого особо раздута в наше время, - это снижение выбросов парниковых газов. Как отмечаю исследователи, метан выделяется весьма немногочисленными видами насекомых, такими как термиты и тараканы. В то время как свиньи выделяют в десятки раз больше парниковых газов на килограмм произведенной продукции. То же самое можно сказать и о выделении аммиака.

Не менее важным положительным аспектом энтомофагии является снижение использования пестицидов и инсектицидов. Здесь большую роль может сыграть сбор съедобных насекомых-вредителей (вместо обработки полей ядохимикатами). Таковых, отмечают исследователи, достаточно много, и было бы безрассудно заниматься их уничтожением, зная о том, что они являются источником ценного белка.

Далее идут социально-экономические преимущества энтомофагии. Как пишут исследователи, разведение съедобных насекомых – деятельность, не требующая сложной квалификации. Для развивающихся бедных стран (в случае роста мирового спроса на такую еду) это приведет к расширению сферы занятости - как для городского, так и для сельского населения. В настоящее время в Индии и в странах Юго-Восточной Азии появляется много семейных ферм данного направления. Промышленное разведение многих съедобных видов пока еще находится в зачаточном состоянии. Так что потенциал роста огромен, что обещает открытие новых отраслей хозяйства и тем самым – решение проблемы трудоустройства.

Наконец, разведение насекомых весьма выгодно и с чисто экономических позиций ввиду относительно низкой себестоимости производства. Поскольку насекомые являются хладнокровными животными, они характеризуются высокой эффективностью преобразования пищи в белок. Разница между количеством пищи, необходимой для производства единицы животного белка и белка насекомых, также весьма существенна.

По данным некоторых исследований эффективность преобразования пищи в белок в случае с насекомыми доходит до 73 процентов (тогда как у других животных она еле дотягивает до 40%).  Например, на килограмм курятины потребуется 2,5 килограмма корма, для свиней – 5 кг, а для телят – 10 кг. В то время как для производства 1 кг обыкновенных сверчков потребуется всего 1,7 кг кормов. По некоторым исследованиям пищевая конверсия тех же сверчков в два раза выше, чем у кур, в четыре раза выше, чем у свиней, и как минимум в 12 раз выше, чем у крупного рогатого скота.

Кстати, исследователи проводят сравнение не только с животноводством, но и с выращиванием зерновых. Они обращают внимание на то, что ситуация, когда ради сохранения зерновых уничтожаются насекомые, сама по себе парадоксальна. Дело в том, что зерновые культуры содержат не более 14% белка, тогда как в насекомых, уничтожаемых ради этих культур, белка содержится в несколько раз больше. Причем, эти белки имеют высокую биологическую ценность, подчеркивают исследователи.  По их словам, значительная честь белка съедобных насекомых может обеспечить нас незаменимыми аминокислотами. Собственно, именно белки являются здесь самым ценным с точки зрения питания.

Есть еще один немаловажный аспект энтомофагии, прямо связанный с биоэкономикой, а точнее – с созданием производств замкнутого цикла. В данном случае речь идет о конверсии кормов. Дело в том, что многие виды съедобных насекомых могут выращиваться на отходах как животного, так и растительного происхождения. По сути, с их помощью мы можем заняться эффективной утилизацией этих самых отходов, получая на выходе ценный продукт. Как отмечается в одном недавнем исследовании группы индийских ученых, ежегодно мы сталкиваемся с потерей до 20% фруктов, приходящих в негодность из-за гниения и иной порчи. При этом эти отходы являются прекрасным кормом для съедобных насекомых. Поэтому в рамках биоэкономики, считают ученые, имеет смысл наладить взаимовыгодные связи между производителями фруктов (и иной растительной еды) и производителями насекомых. Последние, кстати, могут делиться с растениеводами ценными удобрениями в виде экскрементов, оставляемых насекомыми. Таким путем можно создать замкнутые производственные циклы в сфере индустрии питания, где вообще не будет никаких отходов.

В общем, следуя указанным научно подтвержденным данным, энтомофагия содержит такое количество плюсов, что ее будущее кажется совершенно предопределенным. Правда, остается вопрос: насколько «новая еда» найдет понимание среди людей европейской (и не только) культуры? И главное, говорят ли нам всю правду о съедобных насекомых? Нет ли здесь минусов, намеренно отодвигаемых на задний план?

Константин Шабанов

Окончание следует

Вот уже несколько лет Сбер вручает выдающимся ученым страны свою Научную премию. А в этом году, в рамках проекта «Перспективы открытий», лауреаты Научной премии Сбера-2023 выступают с лекциями о перспективах научно-технического прогресса перед студентами ведущих вузов страны.

Тому, как искусственный интеллект способен изменить развитие химии (и как науки, и как основы химической промышленности) была посвящена лекция академика РАН, профессора химического факультета МГУ, руководителя лаборатории металлокомплексных и наноразмерных катализаторов Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН Валентина Ананикова, прочитанная на днях в Новосибирском государственном университете.

В своем выступлении он показал, как использование технологий искусственного интеллекта позволяет решать проблемы. Которые многим поколениям химиков казались принципиально неразрешимыми.

Первая – это, конечно же, обработка данных, получаемых в ходе эксперимента. Надо отметить, что работа с научной big data – актуальная задача для многих ученых. Астрономия и генетика, физика элементарных частиц и медицина – все эти научные направления генерируют сегодня петабайты информации, которые надо быстро и в то же время качественно обработать. И просто использованием вычислительной техники не обойтись. Все равно никаких лаборантов не хватит.

В химии та же картина, отметил лектор. И привел яркий пример: ручная обработка всех результатов масс-спектрометрии одной достаточно простой гомогенной каталитической реакции у лаборанта займет более ста лет. Не удивительно, что сегодня порядка 90 % экспериментальных данных, получаемых в ходе исследований, остаются неиспользованными и нигде не публикуются.

Исследователи выбирают только ту часть полученной информации, которая кажется им наиболее показательной или соответствующей целям проекта, но нет никаких гарантий, что в отброшенном (за недостатком времени) массиве данных не содержатся те, что принципиально изменят выводы, озвученные в научной работе. Потому и возникает периодически ситуация, когда новые исследования ставят «крест» на вроде бы блестящих и вполне убедительных результатах, полученных несколькими годами ранее. И дело тут не в «подтасовке фактов», просто разные группы оперировали с разными сегментами данных, полученных в ходе схожих экспериментов.

И тут в дело вступили алгоритмы машинной обработки данных. «Эти алгоритсмы, как будто, специально созданы для нас, применение нейросетей позволяет обрабатывать огромные массивы информации в разумные сроки. Искусственный интеллект за 2-3 часа обрабатывает все данные по химической реакции, на что раньше ушло бы пять лет. И сейчас удачное время, чтобы идти в химию, поскольку эту науку ждет яркий и существенный прогресс», - озвучил свой прогноз Валентин Анаников.

И добавил, если раньше про химию говорили, что она одновременно и наука, и искусство, с важнейшим вкладом гипотез и интуиции, то с приходом искусственного интеллекта, когда глубина обработки данных будет расти и химия будет все больше становиться наукой и меньше – искусством. Нравится это кому-то или нет.

Долгое время нерешаемой считалась также задача позиционирования: чтобы изучить, как меняется со временем каталитическая система, надо было исследовать одни и те же точки размером в атом на сложной поверхности катализатора до и после химической реакции. Причем, если «разгладить» весь этот сложный рельеф в плоскость, получится участок площадью в несколько квадратных километров, на котором, повторюсь, надо отследить один конкретный атом. Причем, сделать это несколько раз, до реакции, во время и после.

Оказалось, что и эта задача вполне по силам нейросети. «Мы разработали алгоритм пошагового позиционирования с помощью нейросети и теперь мы можем получать индивидуальные картинки поведения наночастиц катализатора на поверхности, сравнивать их до и после реакции», – рассказал Валентин Анаников.

Это позволяет лучше понять механизмы работы катализатора, а значит, улучшить их. А еще – выявить неизвестные ранее эффекты на атомарном уровне, что важно уже для развития фундаментальной науки.

По мере развития информационных технологий, список задач, к решению которых исследователи начинают привлекать искусственный интеллект только растет. В своей лекции докладчик назвал те из них, что, по его оценке, можно отнести к топ-10 направлений «цифровизации» химии в ближайшие годы.

Одна из наиболее перспективных - определение структуры вещества по обычной фотографии. Сейчас для этого используют масс-спектрометрию и другие методы спектрального анализа, но очевидно, что сделать фото намного проще и дешевле. «Мы проверили это экспериментально и доказали, что после тренировки нейросеть безошибочно распознает молекулу вещества, различая даже очень близкие по составу и молекулярной структуре соединения». – подчеркнул ученый.

Среди других востребованных задач для искусственного интеллекта – использование нейросетей для ускорения и оптимизации поиска новых лекарств, поскольку сеть может интегрировать и потом обрабатывать омиксные данные разного типа. Человек самостоятельно такой большой массив данных проанализировать просто не может и вынужден их делить, что часто ограничивает возможности поиска новых соединений-кандидатов в лекарства.

Искусственный интеллект хорошо справится с управлением автоматизированными лабораторными платформами, в которых эксперименты будут проводиться с минимальным вмешательством человека, а то и вовсе без оного. Схожая задача – интеграция лабораторной техники с «интернетом вещей» - датчиками, которыми можно оснастить, например, химический реактор и снимать нужные характеристики непосредственно с химической колбы.

Интеграция искусственного интеллекта с различными спектоскопическими методами, позволит автоматизировать процессы анализа получаемых с их помощью данных, повысить точность интерпретаций и выявить закономерности, которые могут быть незаметны для традиционных методов анализа.

Технологии блокчейна активно используются для маркировки и поставки химической продукции. Цифровые двойники позволяют моделировать в реальном времени физическое и химическое поведение экспериментальных установок и даже химических заводов. А виртуальная и дополненная реальность становятся основой для современных подходов в области образования и подготовки кадров для химической промышленности и исследовательских центров.

Задачи для искусственного интеллекта можно перечислять ее долго, равно как и новые возможности, которые открывает его использование. Но, как предупредил докладчик, не стоит ждать, что технологии искусственного интеллекта в скором времени смогут заменить человеческий персонал химических лабораторий. Как минимум, в ближайшие годы, искусственный интеллект ограничен в плане физического воздействия на объекты окружающего мира, и пока нет адекватной роботизированной системы, которая могла бы полноценно заменить человека в лаборатории. К тому же, как напомнил докладчик, вслед за бурным развитием любых революционных технологий, следовал некий спад. И сейчас, по его оценке, развитие искусственного интеллекта уже максимально приблизилось к своему пику.

«Впервые за всю свою историю, человек столкнулся с равным по уровню интеллектом. Это принципиально меняет картину мира, в котором мы живем и над этим стоит задуматься», - подытожил Валентин Анаников.

Сергей Исаев

Михаил Алексеевич Лаврентьев родился 19 ноября 1900 г. в Казани. Отец его в то время преподавал в техническом учебном заведении, а позже стал профессором механики сначала Казанского, затем Московского университета. Среднее образование Михаил Алексеевич получил в Казанском коммерческом училище. После его окончания он поступил в Казанский университет. Учился он весьма успешно. Наибольшее влияние на Михаила Алексеевича в Казанском университете оказали профессора математики Е. А. Болотов, Д. Н. Зейлигер и Н. Н. Парфентьев. Уже здесь начало сказываться заметное пристрастие Михаила Алексеевича к математике.

В 1921 г. Лаврентьевы переезжают в Москву. Михаил Алексеевич в 1922 г. окончил физико-математический факультет Московского университета.

В Московском университете М. А. Лаврентьев входил в «Лузитанию» — так была названа математическая школа профессора Н. Н. Лузина. Характерной особенностью Николая Николаевича Лузина как ученого и педагога была неизменная тяга к постановке принципиально новых задач, способность находить новые подходы к старым задачам. В эти годы под руководством Н. Н. Лузина образовалась московская математическая школа, из которой вышла целая плеяда выдающихся советских математиков, к числу которых принадлежит и М. А. Лаврентьев. В 1923–1926 гг. Михаил Алексеевич — аспирант Н. Н. Лузина по теории функций действительного переменного.

Еще будучи студентом, он стал преподавать в Московском высшем техническом училище.

После защиты диссертации в 1927 г. М. А. Лаврентьев был командирован на полгода во Францию для научного совершенствования. Общение с видными французскими математиками Данжуа, Адамаром, Монтелем, слушание лекций Гурса, Бореля и Жулиа, участие в семинарах по теории функций много дало Михаилу Алексеевичу. За время пребывания в Париже М. А. Лаврентьев опубликовал две работы по теории функций в Докладах Французской Академии наук.

В конце 1927 г. М. А. Лаврентьева избирают приват-доцентом Московского университета и членом Московского математического общества. В ту пору Михаил Алексеевич прочитал в МГУ первый курс по теории конформных отображений. К этому же времени относится и начало его исследований по теории квазиконформных отображений.

В 1928 г. в составе советской делегации Михаил Алексеевич участвует в Международном математическом конгрессе в Болонье (Италия). Здесь он прочитал доклад о квазиконформных отображениях.

В возрасте около 29 лет М. А. Лаврентьев стал заведовать кафедрой и получил звание профессора Московского химико-технологического института.

В 1931 г. Михаил Алексеевич становится профессором Московского университета, с которым был связан многие годы.

Еще ранее, в 1929 г. М. А. Лаврентьев начинает работать старшим инженером Центрального аэрогидродинамического института им. Н. Е. Жуковского. Сюда его привлек руководитель теоретического отдела ЦАГИ выдающийся ученый С. А. Чаплыгин. Это были годы бурного расцвета самолетостроения и становления теории полета, исследований аэродинамики крыльев, что в сильной мере сказалось на дальнейшей тематике исследовательской работы Михаила Алексеевича. Именно с этого периода, длившегося шесть лет, начинается деятельность М. А. Лаврентьева непосредственно в области прикладной математики. Он привлек в ЦАГИ и своих учеников, а затем коллег М. В. Келдыша и Л. И. Седова. Работы их относились не только к теории самолетостроения, но и к общим проблемам гидроаэродинамики.

В круг интересов М. А. Лаврентьева и его группы входили такие проблемы, как теория колеблющегося крыла, движение крыла под поверхностью тяжелой жидкости, удар твердого тела о воду и ряд других.

В 1934 г. Михаилу Алексеевичу присуждается ученая степень доктора технических наук, а в 1935 г. — доктора физико-математических наук. В том же году его приглашают старшим научным сотрудником в Математический институт им. В. А. Стеклова АН СССР. В институте М. А. Лаврентьев работал более 25 лет. Влияние Михаила Алексеевича на это научное учреждение и сейчас остается весьма ощутимым. Здесь он возглавлял отдел, в котором велись исследования в области теории функций, здесь он подготовил большое количество выдающихся ученых. К этому времени Михаил Алексеевич становится общепризнанным главой советской школы теории функций комплексного переменного.

С 1934 г. начинается другой, своеобразный период жизни и деятельности М. А. Лаврентьева — период его непосредственного влияния на развитие математики в различных научных центрах Советского Союза. В это время его пригла­шают в Грузию для чтения лекций и руководства аспирантами.

В 1939 г. его избирают действительным членом Академии наук УССР и директором Математического института АН УССР. Здесь он ведет интенсивные исследования по теории функций комплексного переменного и ее приложениям. На Украине были начаты и знаменитые исследования М. А. Лаврентьева в области взрыва, была создана школа, плодотворно работающая и в настоящее время. С 1941 по 1945 гг. Михаил Алексеевич являлся заведующим Математическим отделением АН УССР.

В грозные годы Великой Отечественной войны, когда все силы народа и науки были отданы фронту, Михаил Алексеевич продолжал исследования в области взрывов, успешно решив ряд военно-инженерных задач. Все больше его внимание привлекают кумулятивные струи и теория длинных волн на поверхности тяжелой жидкости.

В 1945 г. М. А. Лаврентьев становится вице-президентом Академии наук УССР. На этом посту, знаменовавшем признание научного и организаторского таланта Михаила Алексеевича, он пробыл до 1948 г.

В 1946 г. М. А. Лаврентьев был избран академиком Академии наук СССР и за исследования в области теории функций комплексного переменного и создание теории квазиконформных отображений ему была присуждена Государственная премия. В 1949 г. М. А. Лаврентьев удостоен второй Государственной премии за созданную им теорию кумулятивных струй.

М. А. Лаврентьев с юношеских лет начал преподавание математики и подготовку научной смены. С 1948 г. он снова работает в Московском университете. В этот период создается высшее учебное заведение нового типа — Московский физико-технический институт, сыгравший исключительно важную роль в деле подготовки высококвалифицированных кадров для новых отраслей науки и техники, возникавших в послевоенные годы. В этом институте М. А. Лаврентьев основал специализацию по теории взрывов, заведовал кафедрой.

В 1947 г. Михаил Алексеевич делает на сессии Академии наук СССР доклад «Пути развития советской математики». Особое внимание в нем уделяется вычислительной математике и технике. Он призывает к скорейшему созданию института вычислительной техники. В 1950 г. Михаил Алексеевич избран директором Института точной механики и вычислительной техники, главным конструктором которого становится академик С. А. Лебедев.

Здесь в кратчайшие сроки создаются первые образцы советских электронных счетных машин — родоначальниц современной советской вычислительной техники. Этим институтом М. А. Лаврентьев руководил до 1953 г.

С 1951 по 1953 гг. М. А. Лаврентьев является академиком-секретарем Отделения физико-математических наук АН СССР. Этой деятельности он придавал большое значение, исключительное внимание уделял развитию генеральных направлений тогдашней науки, ее связи, притом совершенно конкретной, с наиболее острыми нуждами страны.

С 1953 по 1955 гг. М. А. Лаврентьев непосредственно работает вместе с замечательным ученым и общественным деятелем академиком И. В. Курчатовым. В 1958 г. он одним из первых получает Ленинскую премию.

В 1955 г. М. А. Лаврентьев избран в члены Президиума АН СССР, а с 1955 по 1957 гг. вновь работает академиком-секретарем Отделения физико-математических наук АН СССР.

В 1957 г. Михаилом Алексеевичем совместно с академиками Христиановичем и Соболевым была выдвинута идея создания научных комплексов на сибирских просторах, в местах особенно интенсивного развития промышленности и сельского хозяйства. Эта идея была поддержана рядом крупных ученых. Конечно, Сибирское отделение создавалось многими людьми, строила его, по существу, вся страна, но тем значительнее роль его родоначальников, особенно М. А. Лаврентьева.

18 мая 1957 г. принимается решение о создании Сибирского отделения АН СССР, и его председателем становится академик М. А. Лаврентьев.

Первым начал свою работу Институт гидродинамики, организатором и директором которого был и остается М. А. Лаврентьев. Ему принадлежит выбор проблематики, организационной структуры института, придание ему характера и поискового и прикладного, определение целесообразного сочетания фундаментальных исследований с народно­хозяйственными задачами. Сегодня Сибирское отделение широко известно и в СССР и во всем мире. Оно зарекомендовал себя на только серией фундаментальных разработок, но и приложением их к самым живо­трепещущим задачам развития производительных сил Сибири, Дальнего Востока и европейской части СССР.

Здесь же в Сибири Михаил Алексеевич осуществил и вторую свою идею — идею широкого вовлечения в науку молодежи путем тщательного отбора ее из числа школьников старших классов. Здесь, в Академгородке, были созданы вначале специализированная физико-математическая, а затем химическая школы-интернаты, для ребят с конструкторскими склонностями — клуб юных техников. При активном участии М. А. Лаврентьева создавался и Новосибирский университет. Здесь преподают ученые Отделения, которые непосредственно создают науку сегодняшнего дня. Базой для студенческой практики являются институты Академгородка.

Он часто бывает за границей, где читает лекции и изучает состояние математики и механики. Михаил Алексеевич избирается в 1962–1966 гг. членом, а с 1966–1970 гг. вице-президентом исполкома Международного математического союза. М. А. Лаврентьев) избирается иностранными) членом Академии наук Чехословакии, Болгарии, ПНР, Германской АН в Берлине (ГДР), АН Liopoldina (ГДР), Французской Академии наук, членом Международной Академии астронавтики, а также членом ряда международных и национальных научных организаций.

За выдающиеся заслуги в развитии науки и организации Сибирского отделения АН СССР Михаилу Алексеевичу было присвоено звание Героя Социалистического Труда.

Вера в могучую силу разума, в высокое и благородное предназначение науки — вот источник неиссякаемых сил Михаила Алексеевича Лаврентьева.

Источник: Куперштох Н. А. Академик М. А. Лаврентьев: Документальные страницы биографии // Гуманитарные науки в Сибири. Сер. Отечественная история. 2000. N 3. С. 3–6.

Беспилотники, исследования искусственного интеллекта, внедрение инноваций в технологии для достижения технологического суверенитета страны –  эти и другие темы в центре внимания экспертов, промышленников,  ученых в Новосибирской области на научно-производственном форуме «Золотая долина», который проходит 31 октября и 1 ноября на площадке НГУ. 

Открывая форум, заместитель Губернатора Ирина Мануйлова отметила, что наш регион имеет большой опыт проведения крупных форумов. В 11-й раз в этом году проходил форум «Технопром» и те темы, которые будут обсуждаться в рамках «Золотой долины», получат продолжение на «Технопроме» в следующем году.

«Сегодня мы открываем форум  в передовом вузе, который входит в пятерку ведущих вузов страны. Здесь собрались лидеры отраслей, чтобы поделиться опытом решения первостепенных задач для достижения технологического суверенитета России. Президент поставил перед нами задачу – выйти в лидеры по внедрению инноваций в экономику, достичь технологического лидерства. В кратчайшие сроки нам вместе нужно выстроить новые технологические цепочки. Для этого в 2025 году стартуют новые технологические проекты, разрабатываемые в соответствии с  национальными целями развития России до 2030 года. Одну из ведущих ролей в этом процессе играют вузы. Как ранее отмечал Губернатор Андрей Травников, роль университетов в социально-экономическом развитии регионов сегодня существенно возросла. Это отражается в федеральных программах – стратегического академического лидерства «Приоритет 2030», проекте создания современных кампусов, которые Правительство региона активно поддерживает», – отметила Ирина Мануйлова.

В работе форума приняли участие более 1000 человек. В программе – пленарные заседания, тематические секции, научные туры и ряд мероприятий спутников, в том числе – стратегическую сессию «Цифровая трансформация: Искусственный интеллект в решении задач госсектора», инициированную министерством цифрового развития и связи Новосибирской области.
 
«Дальнейшая цифровая трансформация Новосибирской области неотделима от научной и фундаментальной базы. Правительством региона ведётся целенаправленная работа по приоритетным исследовательским задачам в интересах министерств и ведомств. Минцифра региона планирует провести ряд научных исследований в области беспилотных авиационных систем, искусственного интеллекта. Будем выстраивать эту работу в проактивном диалоге с представителями вузовского и научного сообщества, реального сектора экономики. Для этого в рамках форума «Золотая долина» проводим стратегическую сессию по внедрению технологий ИИ в решение задач госсектора», – подчеркнул министр цифрового развития и связи Новосибирской области Сергей Цукарь.