НИУ ВШЭ уже десять лет реализует проект «Международные лаборатории с участием ведущих зарубежных ученых». По итогам последнего конкурса проектов на создание таких лабораторий, завершившегося в ноябре прошлого года, решено открыть новые лаборатории. Кто будет работать в этих проектах и какими исследованиями они будут заниматься?
Сегодня мы рассказываем о трех новых лабораториях, которые уже действуют в университете.
Интерес к феномену социальной интеграции особенно усилился в последнее десятилетие. На фоне миграционных кризисов, растущего этнокультурного многообразия обществ и материального расслоения эта проблема находится в центре внимания как национальных правительств, так и международных организаций. Решить ее невозможно без социальной инклюзии, которая положительно связана с экономическим ростом, альтруистическим поведением основного населения и большей устойчивостью во время кризиса.
Лаборатория займется исследованием социальных, политических, культурных и антропологических основ социальной интеграции и основных условий, необходимых для нее в постсоветских странах.
Лаборатория изучит процессы инклюзии в контексте отдельных социальных институтов, формальных организаций и неформальных объединений, а также в дискурсивных практиках публичного пространства. Будет проведено межстрановое сравнение влияния на социальное благополучие и успешность интеграции таких факторов, как пожилой возраст, ограничения здоровья и принадлежность к этнокультурному меньшинству. Также планируется межстрановое и межрегиональное сравнение стратегий адаптации представителей этнокультурных меньшинств. Исследователи изучат продовольственную политику как способ преодоления неравенства и инклюзии уязвимых групп населения.
Эти исследования позволят получить не только новые эмпирические данные, но и будут использованы для разработки методологии оценки программ социальной политики.
Руководить лабораторией будет ординарный профессор ВШЭ Елена Ярская-Смирнова. Ядро составят российские исследователи, причем не только академические, но и практики из некоммерческих организаций и бизнеса. Запланированы также совместные проекты с зарубежными исследователями и экспертами — из Норвегии, Финляндии, Чехии, Польши, Австрии, Литвы, Китая.
Междисциплинарный характер исследований позволит вовлечь в ее состав студентов разных образовательных программ — социологов, политологов, психологов, управленцев, урбанистов, журналистов и культурологов.
Методы алгебраической топологии наиболее активно разрабатывались во второй половине ХХ века, становясь все более разнообразными, обнаруживалось все больше связей с другими областями математики. Сейчас многие ученые высказывают мнение, что алгебраическая топология при всей своей «теоретичности» имеет шансы превратиться в важный раздел прикладной науки. Топологические и геометрические методы находят применение в анализе данных, дискретной математике, комбинаторике.
Наличие в лаборатории иностранного ученого мирового уровня должно мотивировать студентов факультета компьютерных наук к исследованиям на пересечении нетривиальной абстрактной математики и прикладной науки, которыми они прежде не занимались.
В своих исследованиях новая лаборатория будет ориентироваться на установление новых взаимосвязей между алгебраической топологией и другими областями как теоретической, так и прикладной математики.
Одно из активно развивающихся направлений в алгебраической топологии — торическая топология. В ее рамках изучаются связи между алгебро-топологическими свойствами гладких многообразий и различными комбинаторными структурами. Топологические характеристики описываются при помощи дискретных объектов (графов, гиперграфов, симплициальных комплексов, частично упорядоченных множеств) и выпукло-геометрических объектов (многогранников, вееров).
Математические методы, лежащие в основе топологического анализа данных, по своей сути близки к методам торической топологии. Многомерные облака данных вначале кодируются комбинаторным образом, затем переводятся в форму некоторого топологического пространства. Полученный топологический объект анализируется гомологическими методами.
Заведовать лабораторией будет доцент факультета компьютерных наук Антон Айзенберг. Российский коллектив лаборатории сформирован на основе коллектива сотрудников НУЛ прикладной геометрии и топологии, созданной на ФКН в июле 2019 года. Новая международная лаборатория продолжит деятельность НУЛ, но при этом расширит и укрепит внешние связи.
Ведущим иностранным ученым будет профессор Микия Масуда, признанный математик, а также создатель и руководитель сильной топологической школы в Осаке. Лаборатория будет поддерживать сотрудничество российских исследователей, специализирующихся в торической топологии, и представителей научной школы Микии Масуды.
Планируется, что лаборатория создаст рабочие места для талантливых студентов, которым интересны исследования в области топологии, геометрии и их приложений.
Геномика является современной междисциплинарной наукой, которая объединяет в себе биологию, генетику, математику, компьютерные науки и медицину. Данные, полученные в результате секвенирования и анализа ДНК, важны для понимания истории и происхождения человека, для диагностики заболеваний и подбора лечения, а также для анализа экологических особенностей разнообразных экосистем.
Технологии секвенирования нового поколения сделали исследование генома гораздо более доступным. Соответственно, число типов геномных данных и их объем сильно увеличились, что привело к необходимости разрабатывать новые подходы и методы анализа данных.
Основной задачей лаборатории является разработка новых математических, статистических и вычислительных методов анализа геномных данных и их применение для работы с геномом различных организмов, в том числе человека.
Лаборатория займется анализом различных геномных данных, в том числе больших геномных данных, работа с которыми требует новейших методов глубокого машинного обучения и больших вычислительных мощностей. Для этого будет задействован новый суперкомьютерный кластер НИУ ВШЭ.
Среди главных задач – оценка сложных демографических сценариев (с учетом миграции, изменения размера популяций, присутствия следов древних людей в современных геномах); анализ хронологии и силы действия естественного отбора и распространение адаптивных вариантов внутри и между популяциями; а также поиск и изучение эпистаза (взаимодействия между генами).
Другим важным направлением исследований лаборатории будет анализ уникальных геномных данных России, в частности анализ древней ДНК. В районах вечной мерзлоты сохранилось много древних образцов различных видов животных, которые могут быть секвенированы для будущих исследований. Регионы между Черным и Каспийским морями являются местами хорошо сохранившихся захоронений человеческих останков бронзового века. Большое поле для исследований есть и на Алтае (денисовский человек). Исследования древней ДНК лаборатория будет вести совместно с российскими археологическими и генетическими центрами.
Заведовать лабораторией будет доцент МИЭМ им. А.Н. Тихонова НИУ ВШЭ Владимир Щур, а научным руководителем выступит профессор кафедры интегративной биологии в Калифорнийском университете Беркли Расмус Нильсен. Также иностранными сотрудниками лаборатории стали Торфинн Санд Корнелиуссен из Копенгагенского университета и Расселл Корбетт-Детиг из Калифорнийского университета в Санта-Крузе.
Через привлечение студентов, имеющих сильные математические и вычислительные навыки, лаборатория рассчитывает сформировать сообщество математиков, работающих в области статистической и вычислительной геномики, и обеспечить лидирующую роль Вышки в этой новой для России области исследований.
Лаборатория проводит исследования в новой для российской науки области - статистической и вычислительной геномике. Я получил бесценный опыт, работая научным сотрудником в Кембридже (Англия) и в Беркли (Калифорния, США) под руководством лидеров в этой области – профессоров Ричарда Дурбина и Расмуса Нильсена соответственно. Наша задача состоит в разработке новых моделей, алгоритмов и методов для анализа геномных данных, а также в обработке экспериментальных данных и извлечении из них нового знания. Нас интересуют и уже существующие открытые базы данных, и новые эксперименты, особенно изучение древних геномов, найденных на необъятных просторах нашей страны. Мы надеемся осуществить задачу, используя уникальные ресурсы Вышки – это лучшие студенты, жаждущие получения новых знаний на стыке прикладной математики, компьютерных наук и биологии, а также огромные вычислительные мощности, позволяющие накапливать и обрабатывать данные большого объема.