С биочислами Рона Мило МОЛПИТ знаком с января 2014 PIT00049, PIT00366, PIT00367, PIT00442, PIT00461 и др.

Ещё на физическом блоге Nature Рон Мило говоря о базе данных BioNumbers интересные мысли высказал - читайте.

Рон Мило и база данных BioNumbers

11 апреля 2018 | 9:07| Отправлено Зоей Будрикис | Категория: Взаимодействия

Какова площадь поверхности кишечника мыши? Какова длина персистентности ДНК? Каков диаметр типичной человеческой эритроцита?

Такого рода вопросы возникают при построении физических моделей биологических систем, и нахождение ответов часто может включать в себя обширный поиск литературы. Одним из ресурсов, который надеется «облегчить количественный анализ и обоснование» в биологии, является база данных BioNumbers, веб-сайт, который каталогизирует числовые значения биологических величин. База данных может просматриваться по категориям или делать поиск по ключевым словам, и предоставляет ссылку на первоисточник каждого числа. Это происходит с 2007 года и теперь охватывает категории от водорослей до цинка.

(Из BioNumbers: кишечные пути мыши имеют площадь поверхности 1,41 м^2; длина ДНК составляет около 50 нм; диаметр эритроцитов человека составляет 7,7 мкм.)

Мы спросили Рона Мило, системного биолога и разработчика BioNumbers, о проекте.

Как появилась идея для BioNumbers?

Я был научным сотрудником Гарвардской медицинской школы и пытался разложить по конвертам некоторые оценочные подсчеты с моими приятелями Майком Спрингером и Полом Йоргенсеном, и мы обнаружили, что ни одна из книг и интернет-ресурсов не может дать нам то, что нам нужно, поэтому мы решили начать создавать базы данных сами.

Как рос и развивался проект? У Вас есть какие-то цели на будущее?

Он быстро сформировался в первый год и с тех пор расширяется. Книга, недавно вышедшая с Робом Филлипсом, помогает понять ключевые идеи из доступных номеров и доступна бесплатно в Интернете.
Вы можете свободно скачать драфт книги Cell Biology by the Numbers 2015 года.
В следующем году я планирую модернизировать интерфейс, чтобы его было проще использовать с мобильными устройствами, сделать его более интуитивным и т.д.

В своей книге «Клеточная биология в числах» вы сопровождаете таблицы чисел виньетками по затронутым темам - есть ли у вас любимый материал, которым вы хотели бы поделиться?

Мне нравится раздел, где мы говорим о том, сколько ионов H+ в клетке - только около 100 в бактериальной клетке! Мне также нравится один из них о скорости оборота различных тканей в организме и о том, как эта цифра была выведена с помощью ядерных испытаний.

Есть ли у вас какие-либо советы для физиков, которые заинтересованы в работе над проблемами биологии?

Не беспокойтесь обо всем жаргоне, это поле, в которое вы можете легко проникнуть в суть, читая учебники, которые сами переворачивают страницы, и обращаясь к Википедии, когда это необходимо. Есть низко висящие фрукты, готовые к сбору, но вы должны быть готовы решить проблемы, создав собственную импровизированную биологическую модель и не всегда превращая всё в любимую модель Изинга.

Эмерджентность и целостность – синонимы. Многозначность смысловых значений ключевых слов и зависимость их смысла от контекста и воспринимающего смысл написанного приводит к необходимости использования калек с одного языка на другой (см. ниже [Справка]).

Новая книга [Gibb2019] с одной стороны заставляет задуматься о синонимичности эмерджентности и целостности, с другой - понять глубокий смысл созидания нового в различных науках.

Эмерджентность часто описывает идею того, что целое больше, чем сумма частей: взаимодействия между компонентами системы приводят к отличительным новым свойствам. Она использовалась для описания скопления птиц, фаз материи и человеческого сознания, а также многих других явлений. С XIX века понятие эмерджентности широко применяется в философии, особенно в современной философии сознания, философии науки и метафизике. В последнее время оно стало центральным в понимании учеными явлений в физике, химии, сложности и теории систем, биологии и социальных науках.

Энциклопедия по эмерджентности Раутледжа является выдающимся справочным источником и исследованием концепции эмерджентности и является первой коллекцией такого рода. Тридцать две главы международной команды авторов разделены на четыре части:

• Основы эмерджентности (целостности, созидания нового?)
• Эмерджентность и разум
• Эмерджентность и физика
• Эмерджентность и специальные науки

В этих разделах объясняются важные темы и возникающие проблемы, в том числе британские эмердженисты; слабую через сильную эмерджентность; эмерджентность и нисходящая причинность; зависимость, сложность и механизмы; ментальная причинность, сознание и дуализм; квантовая механика, мягкая материя и химия; эволюция, когнитивная наука и социальные науки.

Основное пособие для студентов и исследователей в области философии мышления, философии науки и метафизики, «Routledge Handbook of Emergence (Энциклопедия по эмерджентности Раутледжа)» также будет интересна тем, кто изучает основополагающие вопросы в биологии, химии, физике и психологии.

Содержание книги [Gibb2019] заставило обновить пост PIT00169 и обратить внимание на то, что Денис Нобл со своим братом Раймондом вводит новое понятие а-слияние (a-mergence) в главе 31 книги [Gibb2019]. Обращаю ваше внимание на то, что слова эмерджентность даже в английском языке не хватает, чтобы описать процессы созидания в биологии. Хотя Гугл статью [Noble2019b] ещё не индексирует, но она будет скоро одной из важных в биологии. Почему? Ответ частично содержится в обновлении поста PIT00169 и в самом тексте [Noble2019b].

References

{Gibb2019} The Routledge Handbook of Emergence. Edited by Sophie Gibb, Robin Findlay Hendry and Tom Lancaster. Routledge. 2019. 435 p.

{Noble2019b} Raymond Noble, Denis Noble. A-mergence of biological systems. Глава 31 в книге [Gibb2019].

{Справка}: эмерджентность [< англ. emergent - неожиданно появляющийся] - инф. наличие у системы свойств целостности, т. е. таких свойств, которые не присущи составляющим элементам; эмерджентность является одной из форм проявления принципа перехода количественных изменений в качественные; целостность [Комлев2006]. Emergence (появление, возникновение), emergent (неожиданно появляющийся); целостность (integrity, integrality); integrity (целостность, неприкосновенность, честность); integrality (целостность, полнота) и т.д.

{Комлев2006} Комлев Н.Г. Словарь иностранных слов. 2006

Тип клетки – фундаментальная биологическая постоянная,

принимающая конечное число нечисловых значений (в виде образов) и континуум физико-химических числовых значений.

Рассмотрим

Основная идея, которая поможет продвинуться в атласах клеток

Будем различать биологические, химические, физические и математические переменные. Конечно, существует множество других переменных, как-то: лингвистические, семантические, философские и большое разнообразие различных величин, которые принимают нечисловые значения. Чаще всего это графические или смысловые образы, которые выражаются картинкой или ключевыми словами понятийного аппарата конкретных наук. Классификация по типам образных значений позволяет ввести нечисловые константы, например, тип клетки.

Белая книга атласа клеток человека [Regev2018pr]

Аннотация Атлас клеток человека (HCA = Human Cell Atlas) будет составлен из комплексных справочных карт всех клеток человека - основных единиц жизни - в качестве основы для понимания основных биологических процессов человека и диагностики, мониторинга и лечения заболеваний. Это поможет ученым понять, как генетические варианты влияют на риск заболевания, определить токсичность лекарств, найти лучшую терапию и продвинуть регенеративную медицину. Ресурс таких амбиций и масштабов должен создаваться поэтапно, увеличиваясь в размере, ширине и разрешении по мере развития технологий и углубления понимания. Поэтому мы будем проводить Фазу 1 как набор ведущих проектов в ключевых тканях, системах и органах. Мы соберем вместе экспертов в области биологии, медицины, геномики, разработки технологий и вычислений (включая анализ данных, разработку программного обеспечения и визуализацию).
Этот документ, первая версия Белой книги по HCA, был написан экспертами в этой области с учетом мнений и предложений сообщества HCA, собранных во время недавних международных встреч. Белая книга, выпущенная в конце этого годичного процесса планирования, станет живым документом, который развивается по мере того, как сообщество HCA предоставляет дополнительную обратную связь, по мере того, как достигаются технологические и вычислительные успехи, а также извлекаются уроки при создании атласа.

{Regev2018pr} Aviv Regev, Sarah Teichmann, Orit Rozenblatt-Rosen, Michael Stubbington, Kristin Ardlie, Ido Amit, Paola Arlotta et al. The Human Cell Atlas White Paper // Preprint arXiv:1810.05192 (v1 11 Oct 2018).

Наша точка зрения является новой и ранее не предлагалась.

Мы думаем, что истинная биологическая метрология должна быть основана на биологических мерах и понятиях измеримости биологических пространств. Общепринятая биометрия как биометрология по сути является применением физических мер в биологии. Это представление работает с очень сильными ограничениями редуцируя биологическую сущность к чисто физико-химическим процессам.

Этого краткого пояснения отличия биологической метрологии от традиционной биометрии пока достаточно.

Начало этого подхода было лет 5 назад, пожалуй. Вот 2 результата поиска molpit.ru:biomeasures в Google:

1)wad measure (pdf, 1309КБ) и

2)Cell and Tissue Biophysics from BioNumbers and Physical Biology of the Cell (5/6/2014). (pdf, 3280КБ)

Медицинская метрология. Специфика медико-биологических измерений

биометрия (биологическая метрология)

Добавить избранные разделы с сайта Joint IMEKO TC1-TC7-TC13-TC18 Symposium 2019, July 2-5, St. Petersburg, Russia следующие темы:

Измерительная наука как основа методов и инструментов познания

Тенденции и инновации в развитии методов измерений и средств измерений

Методологические вопросы, связанные с измерениями различных величин

Применение неточных данных в измерениях

Процедура измерения в качестве эталона.

Понятия, термины и определения в науке об измерениях и их развитие

Обеспечение достоверности информации об измерениях в эпоху Индустрии 4.0.

Измерения как основа для прогнозирования процессов развития

Роль информации и ее накопление в процессах измерения

Экспертные оценки и особенности их применения в измерениях

Многомерные модели измерения и их реализация в измерительных приборах

Разработка измерительных моделей и измерительных приборов на основе биомиметики

Социально-этические аспекты измерений, в том числе риски принятия решений

Новые тенденции в обучении науке об измерениях

Реальные и виртуальные инструменты для обучения и обучения измерению

Измерения знаний. Соотношение образования и знаний

Измерения величин, характеризующих человека и их развитие

Измерения величин, характеризующих общество и его развитие

Измерения величин, характеризующих здоровье в эпоху Индустрии 4.0

Измерения различных величин в живых системах

Биологические датчики и их применение в измерительных приборах

Медицинские информационные системы

Измерение и моделирование оценки величин, определяющих движения человека и ощущения
окружающей среды

Измерение величин, характеризующих процесс познания человека и его развитие