Может ли биолог починить радио. Часть 3. Заключительная.

[progenes]

В сентябре 2002 года в журнале Cancer Cell вышла потрясающая нетривиальная статья авторства Yuri Lazebnik с интригующим названием Can a biologist fix a radio?
Вместо канонических картинок с малопонятными для непосвященных результатов, статья проиллюстрирована разобраным транзисторным приемником отечественного производства марки Океан. Предлагается рассмотреть, что будут делать биологи, чтобы найти поломку в приборе и оценить шансы, удасться ли им это сделать. Таким неординорным способом проливается свет на современные подходы в изучении клеточных процессов. Лучшей статьи на эту тему, которая написана живо, просто и весело, я не встречала.



Я не буду ударяться в лишние объяснения, просто дам пару

"С чего мы начнём? Сначала мы заручимся финансовой поддержкой, чтобы купить большое количество одинаковых работающих приёмников и сравнить их с тем, который сломан. После нескольких попыток мы научимся вскрывать приёмники и найдем там объекты разной формы, размера и цвета (рис. 2). Мы опишем и классифицируем их в семейства на основе их внешнего вида. Мы опишем семейство металлических прямоугольных объектов, семейство ярких круглых объектов с двумя ножками, семейство цилиндрических объектов с тремя ножками и так далее. Так как объекты окрашены в разные цвета, мы будем изучать влияние смены цвета на качество звука. Хотя перекраска объектов будет иметь слабый эффект (музыка слышна, но тренированное ухо некоторых исследователей заметит некоторые искажения), этот подход произведет много публикаций и приведет к оживленным дискуссиям.

Более успешным подходом станет экстрагирование компонентов приёмника, либо выборочно по одному, либо расстреливая работающие приёмники с близкого расстояния дробью. В последнем случае, расстрелянные приёмники, которые прекратили работать (приёмники с фенотипом), используются, чтобы опознать компонент, разрушение которого привело к фенотипу.

Хотя удаление некоторых компонентов будет иметь минимальный эффект, удачливый молодой исследователь случайно найдет проводок, чье отсутствие приведёт к полному прекращению музыки. Торжествующий исследователь назовет этот проводок Случайно Открытый Компонент (СОК) и затем выяснит, что СОК необходим как связь между длинным выдвигаемым объектом и остальными частями приёмника. Этот объект будет конечно назван Самый Важный Компонент (СВК). Ряд работ установит, что СВК должен быть сделан из металла и что качество звука прямо пропорционально длине СВК, что даст эволюционное обяснение тому, что СВК может выдвигаться.

Радость, вызванная этим открытием, однако, будет прервана настойчивым аспирантом из другой лаборатории, который найдёт ещё один объект, который необходим для работы приемника. К радости открывателя, и к недоумению видных ученых, успешно изучающих СВК, новый объект будет сделан из графита и его длина не будет значительно влиять на качество звука. Более того, аспирант докажет, что СВК не нужен для работы приёмника и, соответственно, назовёт открытый им предмет Действительно Важный Компонент (ДВК). Горячие дискуссии о том, что важнее, СВК или ДВК, будут дополнительно подогреты наблюдением, что одни прёмники требуют СВК, тогда как другие, с виду идентичные, ДВК. Борьба двух школ, поклонников СВК и приверженцев ДВК, будет продолжаться, пока один умный молодой человек не откроет переключатель, чьё положение определяет, какой компонент приёмник использует, СВК или ДВК. Естественно, что переключатель будет назван Безусловно Самый Важный Компонент (БСВК). "

Оригинал статьи вы можете найти здесь, а также перевод на русский язык. Я гарантирую вам кучу удовольствия при чтении за чашкой кофе.

Comments

[fordp.livejournal.com]

афтору зачьод

[progenes.livejournal.com]

от сразу видно, шо чєлвєк разбираєцця

[progenes.livejournal.com]

Да что там говорить! Статья просто великолепная!

[iozhikov.livejournal.com]

Спочатку здалося, що стаття давня. Здивувало, що тільки 2002 року. Про необхідність моделювання в біології, відповідних підходів, мов, стандартів, - говориться вже давно, принаймні з часу появи перших моделей (навіть не стільки від Берталанфі). Проблема в тому, що моделювання має бути тотальним і колективним, або принаймні стандартизованим (в якомусь розумінні; причому не в розумінні чистої математики). Справді була купа пропозицій. Невже так і не просунулося за ті кілька років, коли я не цікавлюсь активно? Мабуть, розуміння принаймні з'явилося, раз такі статті в чисто біологічних журналах друкуються. Хоча стаття спрощена; ясно що є принципова різниця між приймачем і організмом (приймач _будується_, а організм _пізнається_). Але _модель_організму_ має будуватися за правилами побудови складних систем (якщо спрощено казати). Так як будується літак. Причому це все в величезному різнорідному колективі, з величезною успадкованою інформацією різних типів і різної достовірності і т.п.

[progenes.livejournal.com]

Насправді як видно зі статті, це ворота до системної біології, яка наразі набирає обертів. Але поки ще вихід грандіозних результатів не спостерігається. Проблема полягає якраз у тому, що біологи і інформатики розмовляють на двох інших мовах. І тільки-но почали готувати спеціалізованих біоінформатиків.

[0lenka.livejournal.com]

Особенно про расстреливание дробью понравилось. Сразу вспомнила месяцы, проведенные за попытками путем расстреливания дробью с близкого расстрояния получить приемник, работающий, например, в инфразвуковом диапазоне, но с той же громкостью :)))

[progenes.livejournal.com]

мне еще про обугленных тарджет, который пахнет горелой краской понравилось. Да и вообще, статья во всех отношениях веселая.

[kotyhoroshko.livejournal.com]

ням-ням-ням. і не помітив, як випив каву

[progenes.livejournal.com]

я знала, що ти оціниш!

Методд научного тыка.

[(Anonymous)]

Это хорошо, что биологов понесло в приёмники. Гораздо хуже было бы, ели их черт занёс в трансформаторную будку!... Описанный метод живо мне напоминает слесаря-сантехника, который обезвреживает неснимаемую мину. А почему бы мудрым биологам да не познакомиться с электронщиками? Может гуртом и быстрее разобралися во влиянии на биопроцессы в клетке в зависимости от силы, частоты и направленности эл. тока? А то шмандарахают бедных крыс током и удивляются, почему они нервные!

[xelectriquex.livejournal.com]

Наткнулся на ваш журнал. Очень позновательно.
А ведь дейстивтельно интересно - методы разные, а задачи довольно схожие. Для меня (как технаря) стало открытием то, что машина Тьюринга очень напоминает ДНК (единственное каждая ячейка "бит" у Тьюринга имеет два состояния, в ДНК же их - четыре). Принципы работы вирусов встраивающихся в ДНК так же очень похожи на старые компьютерные вирусы которые точно так же встраивались в код программ. Может в естественных экспериментах возможно применять и схожие методы?

[endarkened.livejournal.com]

это оч круто. в избранное.

[fregimus.livejournal.com]

Здорово, просто здорово. Я все вынашивал планы написать о том, можно ли понять, как работает компьютер. Серьезнее, чем эта статья, но не совсем серьезно. Теперь даже и не знаю — то ли она мне поможет, то ли, наоборот, уже не надо писать. Нет, отлично просто, спасибо!

[scorry.livejournal.com]

как радиоинженер, подтверждаю — статья написана здорово :-)

[stetson-hat.livejournal.com]

не знаю, куда написать автору, поэтому напишу здесь, чтобы не забыть.

Принципиальная философская разница между приёмником и живой системой: Приёмник был полностью спроектирован и сработан инженерами. Дайте его папуасам, и я на них посмотрю! Они даже не смогут понять значение "красного цилиндра". Но если дать живую систему Творцу (чисто гипотетически допустив его существование), уверен, что ему точно так же будет всё в ней понятно, как инженеру в радиоприёмнике. Поэтому статья исходит из неверного предположения о равенстве отношения биолога к живой системе и инженера к радиоприёмнику. А следовательно, выводы неверны, и статья бессмысленна.

[progenes.livejournal.com]

А какие именно выводы неверны?

[stetson-hat.livejournal.com]

Главный вывод автора в том, что если в биологии применить такой же формализованный язык, каким пользуется инженер, то всё сразу станет ясно. Лазебник приводит пример языка биологов: "не исключено, что баланс между проапоптозными и антиапоптозными bcl-2 белками участвует в контроле клеточной выживаемости и, в долговременной перспективе, может способствовать росту опухолей" - да, так и только так, ведь это заключение относится к неизвестной системе, основано на косвенных признаках и отражает лишь вероятность того, что это правда. Повторяю, биолог-учёный имеет дело с неизвестными системами, для изучения которых постоянно нужно изобретать новые методы, а инженер - с известной. Ну, а полезность формализованных подходов никто не отрицает, они и возникают по мере накопления знаний о неизвестных системах.
Вот Вы сравните радиоинженера с биоинженером, который спроектировал и построил искусственный вирус, в котором все гены и белки известны до последней буквы. Если он вдруг "испортится" (например, перестанет производить частицы) - всегда можно выяснить, что в нём "сломалось", и "починить".

[stetson-hat.livejournal.com]

Искусственный вирус полиомиелита был создан, кажется, в 2002 году, а Лазебник писал статью в 2005-м. Странно )

[amphibian.livejournal.com]

Что, опубликовал раньше, чем написал? =)



[romashka-polina.livejournal.com]

пиши еcчо

[leon-spb67.livejournal.com]

но интереснее всего, как этот приемник будет описывать психолог :)

[katy05katy05.livejournal.com]

))) Спасибо!

[konevin.livejournal.com]

Статья интересная,но на мой взгляд чистая развлекуха,коих сейчас легион,не знаю почему.
1.Существует принципиальная разница между неживым и живым.Шредингер точно отметил,что неживое-это ПОРЯДОК из ХАОСА,а живое это ПОРЯДОК из Порядка меньшего уровня сложности.Так например мы едим разрушая сходные системы и изменяемся.
2.Биологическая система растёт и саморазвивается по предначертанному пути но не в деталях,т е это постоянно меняющаяся система в другой системе окружающей среды.
Достаточно добавить,что каждый нейрон коих биллионы биллионов в кортексе является по сути компьютером,решающим ежесекундно тысячи задач по пропусканию или нет приходящих к нему электрохимических стимулов.

[xeningem.livejournal.com]

Ищите язык программирования? Python - наше всё, и вроде бы даже есть библиотеки для обработки данных биологических исследований.
Статья прекрасная, да.
Хотел спросить - Вам, как генетикам-биологам приходится прибегать к помощи программистов?

[gretafaust.livejournal.com]

Занятно) Напомнило мне о рассказе (читала где-то в журнале вроде "Наука и жизнь"), где ДНК сравнивается с очень топорно сделанной компьютерной программой.

[sab123.livejournal.com]

На самом деле я думаю, что оно может быть совсем не так ужасно, как кажется. Просто биология еще не прочухала функционирование индивидуальных компонентов, вплоть до проводов. Поэтому она не может воссоздать по приемнику его принципиальную схему. И вообще, нарисованное как "видимое биологом" вполне соответствует структурной схеме приемника. Собственно, когда инженер проектирует приемник, он идет именно от структурной схемы. Принципиальная схема устройства составляется из типовых кусочков-паттернов, которые реализуют блоки структурной схемы. Когда вырисовывается полная схема, границы между этими кусочками теряются. И потому биолог, смотрящий на эту схему, ничего не понимает. Но инженеры, которые занимаются приемниками, относительно легко восстанавливают эти границы у себя в голове, и потому видят не кашу, а структурированное описание. В этом, кстати, имеется принципиальная граница между настоящими инженерами и радиолюбителями: радиолюбители видят кашу, и при проектировании схем проектируют их как кашу.

С другой стороны, может быть все действительно так ужасно. Читая статьи в Саентифик Америкене про устройство всяких мозгов, про то, как типа 50 лет думали, что оно устроено вот так, а оказалось вот этак, меня регулярно посещают мысли, что любой инженер мог бы им сказать, что вот так оно работать напрочь не может, а вот этак - это так же, как мы делаем в компьютерах. Собственно, даже автору изначальной статьи даже не пришло в голову, что принципиальная схема приемника легко восстанавливается через анализ соединений на печатной плате.

С третьей стороны, существуют "генетические алгоритмы" проектирования электронных схем, которые ориентируются на внесение случайных изменений, пока не полчится искомый эффект. То есть, на самом деле это моделирование эволюции. Результат этих алгоритмов - именно каша, которая работает х/з как. То есть, буквально, есть паттерны, созданные вот таким образом, которые при структурном проектировании никому не пришли бы в голову, и которые со структурной точки зрения работают неизвестно как, не разбиваемо на внятные фрагменты. Биология - предположительно результат именно эволюционного развития, и потому неудивительно, что в ней сложно выделить внятные фрагменты.