Биометрическое направление работ на кафедре возникло на базе известного городского Биометрического семинара, организованного в 1963 г. на нашем факультете О.М. Калининым по инициативе академика Ю.В. Линника.
Среди его целей основными были:
В 60-80 гг. Семинар играл в Ленинграде роль координирующего, консультативного центра по статистике и прикладным математическим методам не только для биологов и медиков, но и для специалистов других областей знания. Участие в работе Семинара принимали видные ученые; среди них – биологи А.А. Любищев, П.Г. Светлов, А.Л. Берг, А.А. Малиновский, К.А. Бреев, историк и географ Л.Н. Гумилев, медики М.Б. Тартаковский, Б.Л. Нуллер, Б.Б. Бондаренко, В.Н. Ардашев, С.С. Жихарев, архитектор И.П. Шмелев. С некоторыми из них велись многолетние совместные работы.
Особую роль в идеологии и методологии работы биометрической группы сыграла многолетняя плодотворная научная связь О.М. Калинина с А.А. Любищевым [34]. Александра Александровича отличала энциклопедичность знаний и основанная на ней смелость и нетрадиционность подхода к самым принципиальным проблемам биологии, а также высокая культура в работе с реальным материалом. Примером может служить его книга по дисперсионному анализу [35], которая была написана еще в 1940 г., но остается актуальной и в настоящее время. Уникальный материал А.А. Любищева по земляным блошкам рода Chaetocnema много лет являлся тестовым массивом для статистических разработок нашей группы. До сих пор в Ульяновске проводится ежегодные Любищевские чтения, одним из организаторов которых является профессор нашего факультета Р.Г. Баранцев.
В историческом плане по возрождению биометрии после лысенковщины следует также отметить научную и организационную деятельность П.В. Терентьева. Его знаменитый метод корреляционных плеяд [28] является одним из важнейших методов первичной статистической обработки данных. Он был организатором первых всесоюзных конференций по применению математических методов в биологии.
Существенной особенностью деятельности Семинара, продолжившего традиции этой биометрической школы в статистическом и математическом направлениях, был и остается целостный, системный подход к проблеме применения математических методов, учитывающий не только научный, но также организационный, экспериментальный и методологический её аспекты.
Коллективное совмещение профессий в решении конкретных реальных задач отражает общую прогрессивную тенденцию, дающую возможность при анализе явления сохранить целостностное представление о нем. Оно позволяет не копаться в деталях другой профессии, а учесть ее последние результаты для продвижения в основном вопросе. Но при этом возникают методологические проблемы взаимопонимания специалистов с разными стереотипами мышления. Одним из важнейших в опыте работы Семинара была разработка и практическое апробирование принципов (прежде всего методологических) взаимодействия математика и экспериментатора, в частности при статистической обработке реальных данных [1].
Отметим кратко наиболее важные этапы научного аспекта.
Прежде всего – систематизация исходных понятий (индивиды, признаки, значения признаков, параметр) и типов наблюдений (матрицы, процессы, прочерки, конфигурации) в статистике, а также система анализов многомерной статистики. Такой систематизации требовала постоянная работа с разнообразным реальным материалом. Проблема ротаций в факторном анализе и проблема выделения периодичностей привела О.М. Калинина к идее и первым апробациям метода “гусеница” в статистике процессов, который в настоящее время получил техническое развитие в книге (см. [30]). Важным этапом была его работа по морфомеханике [32,33], давшая, в частности, толчок к разработке теории кривых саногенеза. Но наиболее принципиальным и перспективным представляется многолетний опыт О.М. Калинина в применении для исследования естественных систем алгебраических (теория групп и полей), комбинаторных (конечные геометрии, дизайны) и теоретико-числовых методов. Так, он первым обратил внимание на существенность в этих вопросах исключительных изоморфизмов конечных групп. Именно эти методы дискретной математики составляли основу системного подхода к анализу биосистем.
В практической работе главная нагрузка ложилась в то время на основных программистов биометрической группы Т.П. Кистер, С.Ф. Колодяжного, В.И. Бойко (и их учеников), опыт которых лег в основу компьютаризации многих статистических методов, развиваемых и в настоящее время. Среди активных участников семинара – сотрудники, аспиранты, студенты – Б.З. Докторов, Н.В. Хованов, Е.М. Кузьминчук, В.В. Корников, B.Н. Солнцев, К.С. Сурина, Т.Е. Петрова, Л.Э. Гаав, Н.Н. Гизлер, М.М. Кислицин и другие.
После переезда математических факультетов ЛГУ в Петергоф деятельность Семинара перешла в более узкое русло конкретных специализаций по направлениям, в которых был накоплен многолетний опыт: генетика, нейрофизиология, паразитология, кардиология, иммунология (конкретно – бронхиальная астма), раневые процессы и так далее.
В локальных вариантах Семинар продолжает работать и в настоящее время.
Биометрическая группа была организована на кафедре 1981 году. Ее основу составляют доценты А.Г. Барт и Н.П. Алексеева (Клочкова), с.н.с. В.Н. Солнцев, н.с. К.С. Сурина, аспиранты и студенты специализации статистического моделирования. Следует отметить существенное участие в этих работах асс. Н.Ю. Баланиной в 80-90 гг., продолжившей программисткие традиции Т.П. Кистер и В.И. Бойко. Эпизодически в медико-биологических работах участвовали доценты В.В. Некруткин и Н.Э. Голяндина и другие сотрудники указанной специализации.
Перейдем к краткому пояснению научных результатов деятельности группы.
Здесь прежде всего следует отметить совместные работы нашей группы в 70-90 гг. с паразитологами К.А. Бреевым и его учеником из Чехословакии Я.К. Минаржем по борьбе с оводами сельскохозяйственных животных. В результате этих работ возник метод частично обратных функций для анализа регуляций в биосистемах, позволивший определять границы устойчивых регуляций (пороги и масштаб иммунитета), а также теория обобщенных биномиальных распределений. Эти работы оказались плодотворными и методологическом плане.
Другое важное направление – новый подход к анализу кривых дожития – возникло в результате наших работ с нефрологами 1-ЛМИ (проф.Б.Б. Бондаренко) по гломерулонефриту [7]. Здесь появилось понятие кривой саногенеза (компенсации), описывающей динамику болезни и понятие критических точек в этой динамике.
В работе [4] принципиальная теорема, доказанная Н.А. Алексеевой, позволяет понятия границ устойчивых регуляций, введенные на стохастическом языке, перенести на детерминистический язык критических точек кривой саногенеза. Это в частности оказалось существенным при анализе данных по гипертонии (совместные работы с НИИ кардиологии), по раневым процессам (совместная работа с хирургами Российской военно-медицинской академии (РВМА)) и при анализе маркетинга продаж. Здесь следует отметить вклады студентов кафедры П.А. Груздева и М.Л. Заславского.
Отдельно следует выделить многолетнее сотрудничество с пульмонологами 1-ЛМИ (проф. С.С. Жихарев) в исследовании бронхиальной астмы. Здесь указанная теория успешно применена при анализе процесса гликогенолиза и данных по реалогии крови [14]. Большой вклад аспирантки О.А. Джафаровой.
Сущестенным оказалось многолетнее плодотворное сотрудничество нашей группы с нейрофизиологами НИИ Эволюционной Физиологии и Биохимии им. И.М. Сеченова по анализу межнейронных соединений. Здесь можно выделить результаты по двум направлениям – квантовый анализ постсинаптических потенциалов (активное участие аспирантов и студентов в разные годы: А.Э. Дитятев, Нгуен Куанг Тиен, А.В. Петров, Н.А. Бочкина, А.В. Гаген-Торн), и анализ трехмерных реконструкций нейронных деревьев (студенты Л.А. Терновая и И.С. Щербакова).
Этапным можно назвать нашу работу в составе группы “ТРЕНД”, собранной проф. А.А. Жиглявским для работ с фирмой Procter & Gamble по зубным пастам. В результате публикован сборник работ группы. В нем есть несколько принципиальных статей биометрической группы. Например, в [2] впервые границы нормы и патологии исследуются на языке симметрий конечных полей, дизайнов и платоновых тел.
Наконец, отметим сотрудничество Н.П. Алексеевой с акад. Ю.Б. Вахтиным из НИИ цитологии по проблемам генетики и радиобиологии и работы К.С. Суриной совместно с О.М. Калининым по методам дискретной математике в анализе биосистем.
Существенной стороной деятельности группы является обучение студентов и аспирантов кафедры статистическим (и биометрическим) проблемам. Результаты и опыт работы передаются в спецкурсах и спецсеминарах, в курсовых и дипломных работах. Начиная с 3 курса, студенты приобщаются к работе с реальным материалом.
В заключении следует отметить наблюдаемую прогрессивную тенденцию заинтерисованности в математических методах (прежде всего информатика и статистика) на гуманитарных факультетах (например, медицинский или восточный). Здесь при обучении акцент делается на подготовку специалистов к указанной совместной с математиками деятельности при решении реальных проблем. Для студентов медиков нами совместно с хирургами РВМА выпущена методичка по самым необходимым вопросам биометрии [29].
Вернуться в начало страницы