070a-orgreview (Метод доминантного параметра в моделировании и анализе динамики биологических осцилляторов), страница 2

° Предложен и реализован применительно к нейронным моделям новый метод выявления пространственных паттернов активности по угловым направлениям, на основе вейвлетпреобразования. 2. Как представляется, помимо вышеприведенного списка конкретных результатов по конкретным задачам, диссертационная работа А.И. Лавровой содержит существенный элемент научной новизны в самом предложенном подходе, который автор называет как "метод доминантного параметра" и заключается в выделении доминантного параметра (или малой группы параметров), позволяющего упростить исследуемую систему при моделировании и выявить базовые механизмы управления малым числом ключевых параметров. По сути, данный подход предлагает определенный взгляд на сам процесс теоретического исследования динамики моделей биологических систем и может найти широкое применение безотносительно к специфике решаемой задачи. В частности, в ходе применения этого подхода: ° Выполнены обобщающие теоретические работы, в ходе которых выделен ряд метаболических моделей, где концентрация АТФ может быть определена в качестве доминантного параметра; ° Впервые определен класс биохимических моделей (в том числе модель брюсселятор и модель гликолиза Селькова), которые могут быть сведены к обобщенному уравнению Рэлея; Впервые определен минимальный модуль/сетка для описания гиппокампальных ритмов, определен доминантный параметр, управляющий переключением между этими режимами; ° Впервые исследована модель взаимодействующих неидентичных химических осцилляторов с импульсной связью, имитирующих поведение нейрональной системы.

Теоретическая и практическая значимость: В соответствии с вьппесказанным, основная теоретическая значимость работы состоит в разработке новой научной концепции редукции и исследования математических моделей биологических систем, имеющей целью расширить границы применимости минимальных систем модельных дифференциальных уравнений. Практическая значимость диссертационной работы Лавровой А,И. состоит в возможности использования разработанных математических методов на основе вейвлет — анализа для обработки данных биофизическнх экспериментов. Развитые магематические подходы и модели могут быть использованы для более широкого класса систем, относящихся к смежным областям науки (например, химические и радиофизические системы) и в планировании биотехнологических экспериментов.

По диссертационной работе имеются следующие замечания: 1. При общем согласии с сутью и полезностью центральной идеи диссертации, а именно, того, что автор называет '*метод доминантного параметра*', представляется уместным отметить, что он все же не является универсальным рецептом, который может быть применен путем следования более или менее формальной схеме, а скорее "подход**, предлагающий определенный биофизи ческий взгляд на проблему в поисках конкретного решения. Недаром автор неоднократно применяет выражения типа "в качестве доминантного параметра выбран...'*, тем самым подтверждая„что поиск доминантного параметра — зто скорее искусство исследователя, нежели алгоритмизируемая процедура.

2. По структуре диссертации, можно отметить некоторую непропорциональность размера глав. Так, 3 и особенно 4 главы представляются чрезмерно укрупненными (67 и 78 стр., соответственно) и содержащими неоднородный по характеру материал. Так, из третьей главы явно можно было выделить крупный блок общетеоретического анализа моделей осцилляторов. 3. По тексту диссертации, можно отметить ряд относительно мелких несообразностей, неточностей терминологии, или же не самых удачных решений, в частности: На стр.

26, термин *'периодическое поведение" в своем исходном значении подразумевает точное повторение значений процесса через период и вряд ли применим к колебаниям в реальных биофизических системах. Скорее, следует говорить о наличии ритмов. ° Явно выбивается из общего стиля и логики изложения Главы 1 стиль раздела 1.2ь2, который содержит большое количество специфически медицинской терминологии и сведений, не соотнесенных явно с задачами диссертации; ° Описание моделей химических процессов как "нейроморфных" выглядит несколько искусственно, хотя и приемлемо в смысле схожести динамики. В Главе 2, стр. 48 — отсутствует обстоятельное описание модельных уравнений, вместо чего даны ссылки на опубликованные работы, что затрудняет восприятие текста раздела в целом. ° Стр.

52 — По тексту перепутано размерное и безразмерное описание моделируемых процессов. Выражения типа "безразмерная концентрация протонов в темноте"' не облегчают восприятие результатов. ° Рисунок 2.2 — при совпадении числовых значений по оси времени, пунктирные стрелки, указывающие на момент начала процесса, оказались в разных местах на разных панелях.

На стр. 59 рисунок явно из англоязычной публикации автора, с англоязычными же надписями. ° На стр. 61, описанный протокол применения предложенного метода вейвлетбифуркационного анализа не учитывает возможного наличия мультистабильности в системе. Описанная процедура должна бы быть дополнена прогоном в обратном порядке, а также "стресс-тестом" в виде рандомизированных выбросов траектории в целях поиска изолированных бассейнов решения. ° На стр. 64, рис 2.7, характер роста амплитуды колебаний не соответствует ожидаемому для бифуркации Хопфа при росте параметра надкритичности, что никак не комментируется автором.

° На рисунках 2.14 и 2.15, ЙЕ/Й не соответствует ни одной из фазовых переменных анализируемой модели, а потому представленные графики не являются ее фазовым портретом. По сути, автор использует прием, подобный реконструкции динамической системы на основе теоремы Такенса, что следовало бы оговорить. ° На стр. 149 — описание функционального соответствия переменных модели ФитцХьюНагумо неточно. Вторая переменная не соответствует суммарному ионному току, а представляет его медленную инактивацию. ° Рисунок 4.6 на стр. 159 содержит англоязычные обозначения. Следует отметить, что перечисленные выше замечания и отмеченные недостатки диссертационной работы носят частный характер ни в коей мере не ставят под сомнение ее научную значимость и достоверность полученных результатов, равно как и квалификацию самой А,И. Лавровой как высококвалифицированного исследователя в области теоретической биофизики.

Заключение Диссертационная работа Лавровой Анастасии Игоревны является законченным научным исследованием, выполненным на актуальную для биофизики тему. Разработанную в ее рамках совокупность теоретических положений можно квалифицировать как научное достижение в области теоретической биофизики. Определяющий вклад автора диссертации в представленные результаты не вызывает сомнений. Диссертация соответствует специальности 03.01.02— "Биофизика" в части областей исследований: "Биофизика клетки: биофизика мембран, Биофизика сложных систем: математическая биофизика, Автореферат правильно отражает ее содержание.

По результатам диссертационной работы опубликованы 1 глава в коллективной монографии и 23 статьи в центральных рецензируемых отечественных и зарубежных научных журналах, входящих в международные системы научного цитирования МеЬ ог Яс!епсе/Бсорпв, рекомендованных ВАК РФ для опубликования основных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук; '*Биофизика", "Прикладная Нелинейная Динамика", "1овгпа! о1 В1о1оя1са! Бувгешз*', "1пгегпаг1опа! 1оигпа! о1 В11игсапоп апг! СЬаоз", "РЬуебса! Кеч1еь Е*', '"Арр11ед Ма11гешаг1сз апг! Сотрогабопз", "Ргосеег!1пяз о1 БР1Е*', '"Вага гп ВпеГ*, "Коуа! Бос1егу Орел Бс1епсе", "Журнал эволюционной биохимии и физиологии'*.

Получено 1 государственное свидетельство о регистрации программы для ЭВМ. Работа прошла всестороннюю апробацию на многочисленных отечественных и зарубежных научных конференциях. Результаты диссертационной работы могут быть рекомендованы к использованию в СГУ имени Н.ГЧернышевского, СГТУ им. Гагарина, в Московском государственном университете, Санкт-Петербургском государственном университете, СанктПетербургском политехническом университете, Нижегородском госудорственном университете, Московском физико-техническом институте и других высших учебных заведениях Российской Федерации, ведущих подготовки специалистов 1бакалавров, магистров„аспирантов) в области биофизики.

С учетом вышесказанного, можно заключить, что диссертационная работа Лавровой Анастасии Игоревны вносит значимый и актуальный вклад в развитие теоретической биофизики и удовлетворяет требованиям пп. 9-11, 13,14 «Положения о присуждении ученых сзепеней», утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 24 сентября 2013 года № 842, прцдъявляемых к докторским диссертациям, а сама Анастасия Игоревна Лаврова заслуживает присуждения ей ученой степени доктора физико- математических наук по специальности 03.01.02 - "биофизика".

Отзыв составлен и утвержден на заседании кафедры оптики н биофотоннки СГУ 1протокол № 10/1.8 от 24 .09.2018 года). Заведующий кафедрой оптики и биофотоники СГУ 'Гучин Валерий Викторович, д.ф.-м.н„ профессор, почтовый адрес: 410012„г. Саратов, ул. Астраханская, д. 83, тел: +7 (8452) 21-07-22 е-та!1: шс)впччфта11ав .