В Вышке создаются новые международные лаборатории

© Высшая школа экономики/ Михаил Дмитриев

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.

Международная лаборатория исследований социальной интеграции

Почему создается

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.

Главные исследования

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.

Сотрудники лаборатории

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.

Международная лаборатории алгебраической топологии и ее приложений

Почему создается

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.

Главные исследования

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.

Сотрудники лаборатории

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.

Международная лаборатория статистической и вычислительной геномики

Почему создается

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.

Главные исследования

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.

Сотрудники лаборатории

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.

Владимир Щур, заведующий Международной лабораторией статистической и вычислительной геномики

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.