Геннадий Бочаров, ИВМ РАН
Ирина Гайнова, ИМ СО РАН
Andreas Meyerhans, Universitat Pompeu Fabra

Соорганизатор:
Отделение Московского центра фундаментальной и прикладной математики в ИВМ РАН

Математика играет все более важную роль в описании и анализе иммунной системы. Современные исследования в области иммунологии характеризуются беспрецедентным уровнем детализации, развитием системного подхода при рассмотрении многочисленных и многофакторных компонентов иммунной системы, функционирующих как единая сетевая структура.

Исследовательское сообщество сталкивается со значительными трудностями при переходе от обработки данных, полученных с помощью современных мульти-параметрических высокопроизводительных технологий, к осмыслению и пониманию механизмов функционирования иммунной системы, — это проблема, известная как проблема «проклятие размерности». Перевод совокупности знаний об иммунной системе от статической, схематичной картины к динамическому рассмотрению многоуровневой системы — сложнейшая научная задача. Поэтому необходима разработка адекватных, биологически обоснованных математических моделей и новых математических методов, позволяющих проводить целостный анализ и количественное описание совокупности многомасштабных и многоуровневых процессов, которые определяют функционирование иммунной системы в норме и при заболеваниях, связанных с иммунитетом

На конференции будут обсуждаться как традиционные математические категории, такие как мультистабильность, ультра-чувствительность, распределенные системы, динамика на графах, иерархическое управление, так и формирующиеся подходы к многомасштабному и гибридному моделированию базирующиеся на данных междисциплинарных исследований, направленных на изучение принципов функционирования иммунной системы. Основная цель конференции состоит в том, чтобы проанализировать в контексте междисциплинарного подхода современные знания в области математической иммунологии и обсудить открытые проблемы математики, порожденные этими новыми сложными моделями различных классов (сетевые клеточные взаимодействия в иммунной системе, применение теории графов для геометрического моделирования пространственно-распределенных систем, гибридные и иерархические модели и т. д.).

На конференции будут рассмотрены следующие темы: анализ и численная реализация моделей, описываемых в терминах систем обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ), дифференциальных уравнений с запаздывающим аргументом (ДУЗА) и уравнений в частных производных (ДУ с ЧП), разработка гибридных и многомасштабных моделей, обратные задачи, автоматическое регулирование и оптимальный контроль динамики иммунной системы и вирусных инфекций. Ожидается, что будет представлен математический подход к анализу патогенетических механизмов инфекций человека, представляющих серьезную опасность для мирового сообщества (таких, например, как ВИЧ-1, SARS-CoV-2), а также базовых экспериментальных моделей на животных (например, LCMV, SIV). В рамках конференции планируется подготовка специальных выпусков журналов Microorganisms (MPDI) и Frontiers in Immunology (Frontiers AG), обобщающих материалы конференции.

Программа и аннотации докладов