Молодой нейроучёный из Кыргызстана готовится к новым открытиям в сфере человеческой памяти

22/03/21, 17:33

Limon.KG - Человеческий мозг – невероятно уникальный орган, возможности которого вот уже долгие годы будоражат умы как учёных, так и мировой общественности в целом. Его изучение стало приоритетной задачей для тысяч исследователей всего мира, ведь каждое открытие в этой сфере имеет колоссальное значение для человечества и продвигает вперёд сразу несколько отраслей науки, в первую очередь – медицину. Наука, изучающая возможности человеческого мозга, называется нейронаукой. Герой нашего сегодняшнего выпуска – сотрудник германских НИИ Арслан Габдулхаков прошёл уникальный и интересный путь к исследованиям памяти человека и готов раскрыть множество тонкостей одного из самых быстроразвивающихся разделов науки. О перспективах развития отрасли, о жизни в Германии и о том, что нас ждёт в ближайшем будущем, читайте в интервью ниже.

арслан1

L. Как и где прошло ваше детство? Чем вы занимались в то время?

Я родился в небольшом городе Наманган в Узбекистане, он находится буквально в нескольких десятках километров от границы с Кыргызстаном. Жизнь была, мягко говоря, разнообразная: когда я был еще ребенком, настал период первых лет независимости страны, и нашей семье пришлось столкнуться с чередой разного рода неоднозначных ситуаций и трудностей. За время жизни в Намангане мы неоднократно переезжали, соответственно, я сменил несколько школ, среди которых были и спецшколы с уклоном в точные науки, и гимназии с углубленным изучением английского языка. С раннего детства меня привлекали компьютерные науки, а также фильмы и литература об искусственном интеллекте, и я всегда знал, что свяжу свою карьеру с IT – прямо или косвенно. Мой первый компьютер мне купили родители в 9 лет: черно-белый ноутбук IBM на 86-DOS, на котором я и пытался впервые в жизни программировать.

В 17 лет уехал из Узбекистана, выиграл грант и поступил в АУЦА на факультет психологии. С этого момента и начала меняться моя жизнь. Несмотря на то, что в Узбекистане я отлично учился в спецшколах, а затем окончил гимназию с красным дипломом, моих знаний к сожалению было катастрофически недостаточно для подачи в АУЦА, приходилось самостоятельно готовиться, изучать то, что нам в школе не преподавали; хотя сейчас я и понимаю, насколько простым был вступительный экзамен. До сих пор помню, как ежедневно приходил с учебы и около двух часов решал тесты по математике, не вставая, а потом еще около четырёх часов прогонял все секции тестов по IELTS и TOEFL. И так на протяжении полутора лет – непосредственно до самого поступления. Думаю, именно в этот период я понял, что можно добиться любых поставленных целей, если усердно работать, потому что до того времени американоориентированный университет казался недостижимой целью, и уж тем более я бы не поверил, что смогу поступить туда на грантовой основе. В то время я бы и не вообразил, что мне доведется дважды побывать в США, поработать научным сотрудником в Вестминстерском университете, а затем устроиться нейроучёным в один из крупнейших Институтов Нейроинформатики в Германии.

L. Почему вы выбрали именно эту специальность?  Что вдохновило на этот шаг, и какие сложности возникали в процессе обучения?

Мне всегда было интересно, как устроено всё и сразу: мозг, программирование, компьютеры. А особенно – как в человеческом мозге функционирует память, где она, собственно, находится. Сейчас, проведя уже достаточное время в научной сфере, понимаю, что те вопросы, которыми я задавался в детстве, были вполне валидными и резонными с научной точки зрения. Факультет психологии выбрал практически сразу, не задумываясь, ведь на момент поступления уже умел программировать, и планировал взять программирование вторым спецпредметом. Тогда ещё точно не знал, как именно буду применять свои знания, полученные на обоих факультетах, но после курса по анатомии и физиологии ЦНС, который преподавала выдающийся профессор, член Американской Ассоциации Психологов Елена Молчанова уже точно понял, что хочу заниматься neuroscience. За 4 года обучения в бакалвриате сталкивался с тем, что многие удивлялись, почему я выбрал такие «несочетаемые» дисциплины, ибо еще тогда, в 2014 году это было довольно ново – сочетать подобное, а сейчас многие вузы по всему миру создают программы, направленные как раз на такое сочетание. Именно на такой программе я и продолжил своё обучение в Ruhr-Universität в Германии.

арслан5

L. Расскажите немного о Вашей профессии и специальности: насколько она популярна, прибыльна? Какие открывает возможности?

Моя профессия называется Computational Neuroscience Research Assistant, что в переводе на русский не так звучно – Ассистент по исследованиям вычислительной нейронауки. Я работаю в одном из крупнейших центров нейроинформатики в Германии, в котором много различных лабораторий, направленных на разные сферы нейронауки: нейродинамика, Neural Dynamic Field Theory (именно на этой теории построены роботы из Boston Dynamics), спайковые нейронные сети, Reinforcement learning. Научный отдел, в котором работаю, направлен на изучение эпизодической памяти и гиппокампа. Сейчас понимаю, что эта профессия и специальность словно были созданы для меня: здесь как раз необходимо знать детально нейроанатомию, функциональные и электрофизиологические особенности отдельных участков мозга, а также хорошо уметь программировать, чтобы анализировать многогибайтные клинические экспериментальные данные собранные с разных участков мозга пациентов. Мы в нашей лаборатории пытаемся понять, как работает и «закрепляется» долгосрочная память. На самом деле за последние 15-20 лет произошёл огромный скачок в этой сфере; уже очень много чего известно и о гиппокампе, и о долгосрочной памяти, и мы пытаемся внести свой вклад в эти знания. Занимаемся долгосрочной эпизодической памятью, работаем с данными клиентов, которым по разным причинам были вмонтированы в мозг электроды и собраны данные о том, как их мозг работает. Это особенные люди с иными принципами работы мозга. Мы анализируем и отыскиваем интересные корреляции. Как раз недавно мы нашли кое-что интересное в наших данных, и я сейчас анализирую статистическую значимость этих данных и очень надеюсь, что скоро эту «находку» можно будет опубликовать в научном журнале.  Также экспериментируем, работая с грызунами: они проходят через лабиринт, а мы собираем данные о том, как именно происходит процесс обучения и что именно закрепляет память.

На самом деле в одном НИИ я работаю, а в другом провожу свои эксперименты.

И вот, теперь расскажу о другом институте и моём собственном исследовании.

Своё магистерское исследование тоже делаю в сфере изучения памяти, но не эпизодической, а кратковременной рабочей, то есть той, что находится в вашей голове в данную минуту, пытаюсь извлечь её содержимое, чтобы понять, что в эти моменты человек представляет, о чем думает и что держит в своей голове.

Занимаюсь расшифровкой нейронных представлений и пытаюсь декодировать содержимое памяти участников эксперимента при помощи EEG.

При этом использую новые методы и надеюсь, что добьюсь более высоких показателей и точных результатов, чем другие ученые. Я уже буду вычленять и изучать конкретные буквы из краткосрочной памяти, и возможно, даже слова.

photo5388599032399638927

L. Расскажите подробнее о нейронауке в целом.

Neuroscience – это очень разнообразная сфера, в которой есть много разных поддисциплин, занимающихся изучением мозга с разных точек зрения и на разном уровне, например, на молекулярном, клеточном, системном. На каждом из этих уровней нейронауки есть отдельные отрасли, в каждой из которых ученые занимаются каким-то конкретным набором функций или процессов мозга. В моём случае – это процессы, связанные с эпизодической памятью, я их изучаю на системном уровне.

Рост интереса к искусственный нейронным сетям и искусственному интеллекту как раз пошёл от нейронауки, но не из современных исследований, а из тех, что проводились в 1940-50-е годы. Тогда была предложена модель нейрона, и на основе биологического нейрона они представили математическую модель. А уже в 2012 году люди наконец-то нашли алгоритм, смогли написать разные компьютерные библиотеки, так как у компьютеров появилась достаточная вычислительная мощность, чтобы вычислять эти нейроны. Именно с этого года пошел рост интереса к нейронным сетям, всё базируется на основе исследований 50-х годов.

На данный момент есть также огромное количество вычислительных моделей нейронов, но я думаю, что пока что вычислительные системы не позволяют их использовать.

Профессия на данный момент набирает популярность. Безусловно, сейчас больше людей ею заинтересованы, но всё же по сравнению с той же физикой, математикой, компьютерными науками в их чистом виде нас гораздо меньше. В 2012 году начался огромный всплеск интереса к той части нейронауки, что связана с искусственным интеллектом и искусственными нейросетями.

Насчет прибыльности скажу вот что: многие крупные компании понимают, что за этим будущее и начинают всё больше инвестировать в открытие таких подразделений в своих компаниях, занимающихся нейронаукой. Например, DeepMind от Google, или стартап Илона Маска –  Neuralink, хотя обе эти компании занимаются немного разными отраслями нейронауки и когнитивистики. Думаю, в следующие 5-10 лет будет революция в этой сфере, по крайней мере всё к тому идет: уже есть достаточно исследований и собранных знаний о работе мозга, а также большое количество ресурсов и технологий, осталось только всё это объединить.

L. Кем и где вы работали до этого?

Какое-то время после выпуска, когда я еще был в Центральной Азии, успел сменить несколько мест работы: поработал и веб-разработчиком, и последовательным переводчиком. Затем устроился в Вестминстерский Университет в Ташкенте, где работал над исследованием анализа естественного языка (NLP) вплоть до поступления и переезда в Германию. Здесь я сразу устроился на должность, на которой работаю сейчас.

L. Что делать человеку, который захотел попробовать себя в этой сфере: куда поступать и где учиться, чтобы достичь успеха?

Сфера требует обширных знаний. В первую очередь нужно знать хорошо математику. Все открытия в нейронауке описываются математическими моделями о том, как работает мозг и как взаимодействуют его отдельные части. Во-вторых, конечно, очень важно знание нейроанатомии и физиологии ЦНС. То есть важны знания в нейробиологии и нейрофизиологии: какие участки мозга задействованы в процессах краткосрочной и эпизодической памяти, какие волны присущи той или иной: например, эпизодической – тета- и гамма-волны, а рабочей памяти – альфа. Нужно уметь находить альфа-сигналы и многое другое. Полезно знать, что их вызывает. И конечно, нужно уверенно уметь программировать. Язык неважен, потому что на работе приходится писать на разных языках – и на MATLAB, и Python, и даже на С. В основном это не очень крупные проекты в плане размера кода, но алгоритмы, которые ты описываешь, могут быть очень запутанными и включать в себя некоторые сложные конструкции вроде динамического программирования. У нас как-то была задача написать алгоритм сортировки для нейронных спайков. Процесс очень интересный, сразу вспомнил курс анализа алгоритмов бакалавриата.

Ну и самое главное и основное качество – интерес к мозгу и нейронауке, остальные легко и быстро можно подтянуть или приобрести. Одного курса в университете достаточно. В основном все идут в ИИ, это прикладная сфера нейронауки, но если есть интерес непосредственно к мозгу, то это к нам, в нейронауку, изучающую именно работу мозга.

L. Как попасть туда, где вы работаете? Большой ли конкурс и на что смотрят при отборе?

Честно говоря, мне повезло, и я попал сюда проще, чем ожидал. После того, как подал заявку на работу, было небольшое интервью, где я рассказал, чем занимался. Мне задали определённое количество вопросов, и на удивление для самого себя я знал ответы на все. Затем меня сразу пригласили на работу. Говоря конкретнее, вопросы были из сферы психологии, программирования и нейронауки – об Operant Conditioning, а именно о Extinction-фазе, немного о свойствах нейронных спайков. Также интересовались тем, как бы я решил те или иные задачи любым языком программирования на выбор. Для прохождения интервью нужен небольшой опыт во всех сферах, что я описывал выше. Позиций было всего две. Сколько всего кандидатов претендовало на них, не знаю, но известно, что они отбирали претендентов довольно долгое время.

арслан6

L. Каким жизненным принципом вы руководствуетесь?

Всегда отдавать себе отчёт – для чего ты совершаешь то или иное действие и какая твоя ультимативная цель. И не делать бесполезных действий, от которых в долгосрочной перспективе ничего не зависит.

L. Какие у вас увлечения, как проводите свободное время?

До локдауна много путешествовал по Германии и Нидерландам, посетил практически каждый крупный город в своей федеральной земле. Сейчас стараюсь выделять больше времени музыке, так как понял, что начинаю забывать, как играть на гитаре.

L. Сколько лет за рубежом? Как совмещаете работу и личную жизнь?

Это довольно сложный вопрос. Уехал из Узбекистана в 17, и с тех пор практически там не жил, так что почти 7 лет я вне родины. В Германии уже второй год. Совмещать работу в науке с личной жизнью довольно непросто, часто приходится работать до поздней ночи, читать научную литературу, разбирать методы. Но так как сейчас в Германии локдаун, это не очень заметно.

photo5388599032399638928

L. Как проходит ваш день? Расскажите о тайм-менеждменте.

Это, наверное, один из самых важных вопросов из всех. Дни проходят по-разному, но я всегда заранее планирую, что буду делать в конкретный день. В Германии у многих есть такая штука, называется «Terminkalender» – буквально «календарь встреч», или ежедневник. Раньше я им пренебрегал – и так помнил, когда, с кем и где нужно встретиться. Но после того, как пропустил пару важных встреч в первые несколько месяцев здесь, стал всё записывать. Также у меня всегда огромная куча задач, которые нужно сделать. Выборочно решаю, какие задачи из этого огромного списка буду делать сегодня.

L. Что вас вдохновляет?

Совершить открытие в своей сфере, узнать что-то, что ещё никто не знал, и быть первым, кто это узнает в науке. Меня также вдохновляют некоторые исследователи в моей сфере, например, Georgy Buzsaki.

L. Расскажите немного о жизни за границей и об адаптации там. Каковы особенности жизни, ощущается ли разница культур, изменилось ли ваше мировоззрение после переезда?

Думаю, моё мировоззрение менялось после каждой длительной поездки за границу.  Когда начинаешь жить в новой стране, привыкаешь к сложившемуся ритму, начинаешь совершенно иначе смотреть на свои повседневные проблемы. Это словно подвигает тебя смотреть на твои проблемы глазами местных жителей. Сильно моё мировоззрение поменялось после обеих поездок в США. Не могу сказать точно, в какую сторону и как меня изменила первая поездка, но после второй, когда я был по обмену в Бард Колледже в Нью Йорке, я переосмыслил жизненные приоритеты и понял, чего хочу, а также где себя вижу в следующие несколько лет. Именно тогда понял, что желаю продолжить карьеру в Германии.

L. Что любите читать, какую литературу и любые полезные источники посоветуете?

В последнее время успеваю читать только научную и техническую литературу по нейронауке, либо ИИ. Сейчас начал читать Nocturnal Brain, написанную английским нейрофизиологом сна Guy Leschziner. Он описывает разные механизмы и особенности расстройств сна, причины бессонницы и в целом даёт понять, зачем нам нужен сон, что происходит с нашим организмом, пока мы спим. Также мне нравится перечитывать что-то из того, что я читал когда-то давно. До этого я начал перечитывать «Забытый Язык» Эриха Фромма, а до него перечитал "1984" Джорджа Оруэлла, с которыми познакомился в раннем возрасте.

Очень рекомендую всем интересующимся нейронаукой подкасты Lex Fridman и Andrew Huberman.

photo5388599032399638929

L. Какие полезные универсальные навыки стоит приобрести современному человеку, в том числе и представителю молодежи, чтобы повысить свою работоспособность, конкурентоспособность и ценность на рынке труда?

Разносторонность. В современном мире важно не умение оттачивать один навык до безупречности, лучше хорошо знать и владеть несколькими навыками. Нужно уметь быстро переключаться между задачами. Наш мозг устроен так, что ему быстро надоедает рутинная работа, и в то же время постоянно нужна новая информация для обработки. И тут вы сами решаете, какой информацией будете его загружать. Но в погоне за работоспособностью главное – не выгореть.

L. Ваши планы на будущее. Чем хотите заниматься в плане карьеры, планируете ли переезжать или возвращаться?

Я сейчас на финальной фазе своего магистерского исследования, планирую написать докторскую диссертацию об устройстве памяти, но пока ещё не решил, в какой именно стране хотел бы это реализовать.

L. Ваши советы и пожелания нашим читателям.

Очень советую беречь свой мозг, стараться каждый день узнавать что-то новое, ставить цели и добиваться их.

Данная статья является интеллектуальной и авторской собственностью интернет-издания Limon.KG. Перепечатка материала с сайта невозможна без письменного разрешения редакции.

Популярное

Понравилась статья?
Поделись с друзьями

Популярное видео

Посмотреть еще

Следите за нашими публикациями оперативно в Twitter и Facebook
Закрыть