Дэвид Холькман
Дэвид Холькман — прикладной математик, биофизик и вычислительный биолог в Высшей нормальной школе в Париже. Он известен своей работой над проблемой узкого выхода , основанной на анализе уравнения Лапласа: [1] [2] принцип избыточности в биологии, основанный на экстремальной статистике, [3] [4] [5] моделирование молекулярного транспорта в нейробиологии, диффузии и электродиффузии в нанодоменах, таких как дендритные шипы , моделирование динамики нейронных сетей, таких как состояния вверх и вниз, в электрофизиологии . Он разработал многомасштабные методы и моделирование для анализа большого количества молекулярных траекторий со сверхвысоким разрешением , а также физики полимеров для изучения организации клеточного ядра. моделирование и анализ [6] Эти вычислительные подходы привели к нескольким проверенным предсказаниям в области наук о жизни, таких как наноколонками. организация синапсов [7] [8] или астроцитарное выпячивание, проникающее в синапсы нейронов, [9] молекулярная организация ЭР в дендритных шипиках и многое другое. Теория узкого выхода недавно была подтверждена в физических экспериментах. [10]
Работает
[ редактировать ]Его научные интересы включают математическую биологию , случайные процессы , моделирование данных , вычислительные методы , стохастическое моделирование , теорию клеточного микромира, нейронные сети , вычислительную биологию и нейробиологию, асимптотические подходы в уравнениях в частных производных , прогностическую медицину , электроэнцефалографический (ЭЭГ) анализ и моделирование. органеллы в клетках. [11] Другие вклады касаются методов анализа траекторий одиночных частиц , динамики кальция в дендритных шипах и разработки статистических методов, полимерных моделей, анализа и моделирования для изучения организации хроматина и ядра . [11] Его недавние работы посвящены прогнозированию изменения состояния мозга во время общей анестезии на основе оперативной многомерной динамики в реальном времени, включая частотно-временные закономерности и подавление сигналов.
Публикации
[ редактировать ]Холькман опубликовал более 220 журнальных статей и зарегистрировал 2 патента.
Он является соавтором книг:
- Дэвид Холькман и Зеев Шусс, Стохастический узкий побег в молекулярной и клеточной биологии: анализ и приложения , 08 сентября 2015 г. , ISBN 978-1-4939-3102-6
- Дэвид Холкман (редактор), «Стохастические процессы, многомасштабное моделирование и численные методы для вычислительной клеточной биологии» , 04 октября 2017 г. , ISBN 978-3-319-62626-0
- Дэвид Холькман и Зеев Шусс, Асимптотика эллиптических и параболических уравнений в частных уравнениях: и их приложения в статистической физике, вычислительной нейронауке и биофизике , 25 мая 2018 г. ISBN 978-3-319-76894-6
Освещение в прессе
[ редактировать ]- Чтобы отметить первых победителей Европейского исследовательского совета (ERC) в 2007 году, в Париже была организована международная встреча, чтобы они могли обсудить свое видение и план исследований на будущее .
- Теория узкого побега легла в основу сериала «Фарго» в 2017 году .
- Новая наноразмерная молекулярная организация, лежащая в основе динамики кальция в синапсах , обнаруженная путем объединения междисциплинарных подходов (визуализация живых клеток, моделирование, моделирование, сверхразрешение) и опубликованная в 2021 году , положила новые концепции в основу памяти и архитектуры памяти.
- В течение 2019–2022 годов работа над анализом электроэнцефалограмм (ЭЭГ) привела к созданию нескольких приложений для лучшего мониторинга и контроля доз анестезии, популяризированных в «Pour La science».
- Работа по вычислению времени, в течение которого сперматозоиды достигают яйцеклетки в матке, получила в 2018 году премию Pineapple Science Award (математическую премию), китайский эквивалент Шнобелевской премии.
- Понятие времени для живого организма можно определить как момент, когда самая короткая теломера впервые достигает минимального порогового значения: это случайная величина, контролируемая экстремальными статистическими данными, связанными с динамикой теломер. «Как клетки отсчитывают время?»: эта работа была популяризирована в обзорной статье 2013 года « Жизнь и смерть клеток».
- Открытие, сделанное в 2014 году, о том, что астроциты могут проникать в синаптическую щель при некоторых определенных условиях, было признано ключевым результатом для контроля синаптической функции «Вторжение астроцитов: моделирование экспериментов по вождению».
- В 2011 году математическое моделирование пережило переломный момент, поскольку оно стало предсказательным для молекулярных и клеточных процессов: этот момент был резюмирован в интервью журналу CNRS: « Когда биология станет математикой...».
- В 2022 году адаптивный алгоритм прогнозирования чувствительности к общей анестезии, разработанный группой Хольцмана, вызвал интерес у национальной французской газеты «Le Monde»: французская команда разрабатывает алгоритмы анализа данных ЭЭГ в реальном времени, в ходе которых пациенту успокоительное.
Награды
[ редактировать ]Холькман получил несколько наград, в том числе стипендию Слоана-Кека (2002 г.) и премию Марии-Кюри. [12] (2013) и стипендию Саймонса. Он также является получателем 2 ERC: стартового гранта ERC. [13] степень бакалавра математики (2007 г.) и грант ERC-Advanced в области вычислительной биологии. [14] (2019).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мангеат, М; Ригер, Х. (18 октября 2019 г.). «Задача узкого выхода в круговой области с радиальной кусочно-постоянной диффузией». Физический журнал A: Математический и теоретический . 52 (42): 424002. arXiv : 1906.06975 . Бибкод : 2019JPhA...52P4002M . дои : 10.1088/1751-8121/ab4348 . ISSN 1751-8113 . S2CID 189928197 .
- ^ Шусс, З. (1 октября 2012 г.). «Проблема узкого побега - краткий обзор недавних результатов». Журнал научных вычислений . 53 (1): 194–210. дои : 10.1007/s10915-012-9590-y . ISSN 1573-7691 . S2CID 254702232 .
- ^ Реднер, С.; Меерсон, Б. (01 марта 2019 г.). «Избыточность, экстремальная статистика и геометрическая оптика броуновского движения: комментарий З. Шусса и др. к «Принципу избыточности и роли экстремальной статистики в молекулярной и клеточной биологии» . Обзоры физики жизни . 28 : 80–82. Бибкод : 2019PhLRv..28...80R . дои : 10.1016/j.plrev.2019.01.020 . ISSN 1571-0645 . ПМИД 30718199 . S2CID 73448264 .
- ^ Соколов, Игорь М. (01.03.2019). «Доминирование крайних колебаний в биологии: О пользе расточительности: Комментарий к «Принципу избыточности и роли экстремальной статистики в молекулярной и клеточной биологии» З. Шусса, К. Баснаяке и Д. Холькмана» . Обзоры физики жизни . 28 : 88–91. Бибкод : 2019PhLRv..28...88S . дои : 10.1016/j.plrev.2019.03.003 . ISSN 1571-0645 . ПМИД 30904271 . S2CID 85496733 .
- ^ Кумбс, Дэниел (01 марта 2019 г.). «Первый среди равных: комментарий З. Шусса, К. Баснаяке и Д. Хольцмана к книге «Принцип избыточности и роль экстремальной статистики в молекулярной и клеточной биологии» . Обзоры физики жизни . 28 : 92–93. Бибкод : 2019PhLRv..28...92C . дои : 10.1016/j.plrev.2019.03.002 . ISSN 1571-0645 . ПМИД 30905554 . S2CID 85497459 .
- ^ Блайт, Ричард А.; Макфи, Кейт Э. (27 ноября 2013 г.). «Жизнь и смерть клеток» . Физика . 6 (22): 129. doi : 10.1103/PhysRevLett.111.228104 . ПМИД 24329474 .
- ^ Гузиковски, Натали Дж.; Кавалали, Эге Т. (2021). «Наноорганизация в синапсе: разделение различных форм нейротрансмиссии» . Границы синаптической нейронауки . 13 : 796498. дои : 10.3389/fnsyn.2021.796498 . ISSN 1663-3563 . ПМЦ 8727373 . ПМИД 35002671 .
- ^ Тан, Ай-Хуэй; Чен, Хайвэнь; Ли, Туо П.; Мецбауэр, Сара Р.; МакГиллаври, Гарольд Д.; Бланпьед, Томас А. (август 2016 г.). «Транссинаптическая наноколонка направляет высвобождение нейромедиаторов к рецепторам» . Природа . 536 (7615): 210–214. Бибкод : 2016Natur.536..210T . дои : 10.1038/nature19058 . ISSN 1476-4687 . ПМК 5002394 . ПМИД 27462810 .
- ^ Вельберг, Леони (апрель 2014 г.). «Вторжение астроцитов!» . Обзоры природы Неврология . 15 (4): 207. дои : 10.1038/nrn3720 . ISSN 1471-0048 . ПМИД 24619346 . S2CID 13189654 .
- ^ Мейзер, Элизабет; Мохаммади, Реза; Фогель, Николас; Холькман, Дэвид; Фенц, Сюзанна Ф. (17 ноября 2023 г.). «Эксперименты на модельных мембранах с микроузорами подтверждают теорию узкого побега» . Физика связи . 6 (1): 1–10. дои : 10.1038/s42005-023-01443-2 . ISSN 2399-3650 .
- ^ Jump up to: а б «Дэвид Холькман» . ученый.google.com . Проверено 14 сентября 2023 г.
- ^ «Главная | Действия Марии Склодовской-Кюри» . мари-склодовска-кюри-actions.ec.europa.eu . Проверено 22 марта 2023 г.
- ^ «Дэвид Холькман | INSB» . www.insb.cnrs.fr (на французском языке). 31 июля 2007 года . Проверено 22 марта 2023 г.
- ^ «Дэвид Холкман, лауреат грантов ERC Advanced Grants | ENS» . www.ens.psl.eu. Проверено 22 марта 2023 г.