Для понимания принципов работы достаточно сложных систем необходимо создание их моделей. Важность таких знаний обусловлена как необходимостью обратного конструирования систем с функциями близкими к когнитивным, так и возможностями диагностики, профилактики и коррекции нарушений работы биосистем в медицине. Однако создание полной модели даже самой простой из существующих сейчас биосистем практически невозможно из-за необходимости значимого упрощения. При этом возникают ряд проблем:

1. Чрезвычайная и практически неупрощаемая сложность. Возникает “проклятие размерности”. Даже самые простые из существующих сейчас биологических систем состоят из многих тысяч различных элементов порядок и динамика взаимодействия которых во многом неизвестны.

2. Базовые функции таких систем определяются эмпирически. Это не позволяет отделить действительно значимые структурно-функциональные элементы от вспомогательных которыми можно в какой-то степени пренебречь при создании модели.

3. Экспериментальная проверка имитационных моделей таких, по сути молекулярных машин, сталкивается с практическим отсутствием методов и технологий взаимодействия с подобными системами.

Поэтому результаты моделирования имеют достаточно ограниченное значение и, как правило, не позволяют сделать обоснованные заключения о функциях и принципах работы таких систем.

Понимание этих проблем привело к значительному интересу и поиску новых подходов к моделированию биосистем. Проводятся работы как по математическому моделированию, так и по разработке подходов для молекулярного конструирования биосистем. При этом представляется актуальным создание моделей “снизу в верх”. Понимая под базовым уровнем системы, которые возникали, вероятно, спонтанно в самом начале эволюции.

Некоторые из множества подобных работ хотелось бы обсудить в рамках данного семинара:

Моделирование 500 миллионов лет эволюции с помощью языковой модели (https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads0018),

Фундаментальные ограничения логики живых систем (https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsfs.2024.0010),

РНК-катализируемая эволюция каталитической РНК (RNA-catalyzed evolution of catalytic RNA | PNAS),

Эксперимент по созданию искусственной жизни (https://www.securitylab.ru/news/555214.php),

Современная термодинамика. от тепловых двигателей до диссипативных структур (https://library.tou.edu.kz/fulltext/buuk/b53.pdf),

Эволюция как сопротивление энтропии (http://www.ecolife.ru/zhurnal/articles/49892/),

Reading Club#8: Михаил Бурцев – Как сделать LLM еще умнее? (https://youtu.be/mW3OmtS0KfQ?si=m8mTIUiiWBzG00Rh).