Az International Symposium on Mathematical and Computational Biology (BIOMAT) konferenciasorozat 2001-ben Brazíliában indult, 2011 óta minden évben más ország ad otthont a rendezvénynek – tavaly Casablancában, azelőtt Moszkvában rendezték. 2019-ben a Szegedi Tudományegyetem Bolyai Intézete szervezte a konferenciát, amelyen október 21. és 25. között 14 országból csaknem 50 matematikus ismertette legújabb eredményeit. Az előadások témái a matematikai biológia legkülönbözőbb területeiről kerültek ki, hallhattunk többek között a különböző testi rendellenességek mögött meghúzódó fiziológiai szabályozó folyamatok matematikai leírására szolgáló Mackey–Glass-egyenletről, különböző betegségek – pl. bárányhimlő, Zika-láz, HIV – terjedésének modellezéséről, tumornövekedési modellekről, ragadozó–zsákmány modellről, invazív fajok terjedését leíró matematikai modellről, a terápiás vakcinák matematikai modellezéséről, a fertőzéseknek az ivarosan szaporodó populációk dinamikájára gyakorolt hatásáról. A konferencián három kiemelt, áttekintő jellegű plenáris előadás is elhangzott.
Alain Goriely, az Oxfordi Egyetem professzora előadásában a demencia matematikai modellezésének lehetőségeiről beszélt. Az olyan neurodegeneratív betegségek, mint az Alzheimer-kór vagy a Parkinson-kór napjainkban is gyógyíthatatlanok, mechanizmusaikat még kevéssé értjük. Jellemző azonban ezekre a betegségekre, hogy terjedésük az agyban jellemző mintázatot követ, amely alapján pontosan megállapítható, hogy a betegség mely stádiumában van. Goriely professzor előadásából kiderült, hogyan alkalmazhatunk matematikai modelleket, hogy ebbe a folyamatba bepillantást nyerjünk, és így jobban megérthessük az agy működését: az elméleti matematikai eredményeket a legújabb képalkotó eljárásokkal összekapcsolva megérthetjük a demenciához kapcsolódó jellemzőket, illetve általánosabban az agy működését.
Alain Goriely professzor előadása
Röst Gergely, a Szegedi Tudományegyetem Bolyai Intézetének docense a Nicholson-egyenletről beszélt, amely az Ausztráliában élő Lucilia cuprina légyfaj populációméretének változását írja le.
A Lucilia cuprina légy
Ezt a nemlineáris differenciálegyenletet az 1980-as években alkották meg, megszületését egy laboratóriumi kísérletek során nyert különös adatsor motiválta.
A Nicholson-egyenlet
A legyek száma laboratóriumi kísérletek során, illetve a Nicholson-egyenlet egy megoldása
Az egyenlet időbeli késleltetést is tartalmaz, amely a szaporodóképesség eléréséhez szükséges időnek felel meg. A biológiai alkalmazások mellett az egyenlet vizsgálata számos matematikai eszköz kifejlesztését is inspirálta. Röst Gergely előadásában áttekintette mindezeket az eszközöket, továbbá az is kiderült, hogy melyek a legújabb kérdések az egyenletet kutató matematikusok számára. Az egyik cél, hogy pontosabb modellt adjunk a fajon belüli, korfüggő versengésre az ivarérettséget megelőző időszakban, valamint annak vizsgálata, hogy ez milyen hatással van a felnőtt populációra.
Horváth Péter, a Magyar Tudományos Akadémia Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biokémiai Intézetének tudományos főmunkatársa az általa vezetett Mikroszkópos Képfeldolgozó és Gépi Tanulási Csoport által kidolgozott, világviszonylatban is egyedülálló egysejt-analitikai eljárást ismertette előadásában. A módszer lényege, hogy a szervezet építőköveinek egyedi elemzésével felfedezhessék a legkisebb eltéréseket is, ezzel lehetővé téve a sejtbiológiai folyamatok és a kóros elváltozások jobb megértését. A szegedi kutatók olyan intelligens képfeldolgozó rendszeren dolgoznak, amely felismeri az emberi szövetek minden egyes sejtjét, szét tudja válogatni az eltérő fenotípusú sejteket, és képes kvantitatívan jellemezni a bennük lévő összes fehérjét. Cél, hogy a lehető legkisebb, alig néhányszor tíz sejtből álló mintából is pontosan lehessen jellemezni minden egyes sejtféleséget.
A tudomány mellett a kikapcsolódásra is jutott idő. A konferencia harmadik napján a résztvevők választhattak, hogy tekézni mennek, Szeged nevezetességeivel ismerkednek meg, vagy a biomatematikusok és az elméleti matematikusok közti focimeccsen játszanak. A negyedik nap délutánján Ópusztaszerre kirándultak a résztvevők, ahol a Feszty-körképet és a skanzent tekintették meg.
A konferencia honlapja a részletes programmal, a résztvevők névsorával a következő címen érhető el: http://www.biomat.org/biomat2019/indexbiomat2019.html
A BioMath FC játékosai
A konferencia résztvevői az ópusztaszeri Árpád-emlékműnél
Köszönetnyilvánítás
A cikk az Emberi Erőforrások Minisztériuma ÚNKP-19-4 Kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programjának támogatásával készült.
Dr. Dénes Attila
tudományos munkatárs, SZTE Bolyai Intézet