Математические методы в биологии, нейрофизиологии и медицине

С конца 1950-х годов в круг интересов Гельфанда попала биология (биокибернетика), а вскоре и медицина (медицинская кибернетика). В 1957 году Гельфанд и Цетлин организовали междисциплинарный математико-физиологический семинар, который собирался в помещении Института нейрохирургии им. Н. Н. Бурденко АМН СССР до 1961 года. Основной тематикой семинара стала физиология сердца, нейрофизиология моторно-двигательного аппарата (движений). В 1960 году И. М. Гельфандом и директором Института биофизики АН СССР (ИБФ РАН) Г. М. Франком было решено создать постоянный междисциплинарный отдел на основе участников семинара. Этот отдел — впоследствии Межфакультетская лаборатория математических методов в биологии МГУ — был организован весной 1961 года, и помимо Гельфанда и Цетлина с математической стороны, в него вошли В. С. Гурфинкель и М. Л. Шик с медицинской стороны. В1976 году лаборатория вошла в состав НИИ физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ в качестве Отдела математических методов в биологии. В структуру отдела вошли: группы клеточной биологии, математики и медицинской диагностики (под руководством И. М. Гельфанда); возглавлял отдел с момента основания И. М. Гельфанд.

Начиная с середины 1960-х годов Гельфанд работает над систематическим описанием клеточной пролиферации и морфогенеза в эпителиальных тканевых культурах и моделированием в этих культурах раневых процессов. Другое направление исследований связано с математическим описанием механизмов опухолевого перерождения и метастазирования. Все эти исследования теперь ведутся теми же научными группами (некоторые уже по преимуществу в Ратгерском университете (Нью-Джерси)). Гельфанд также занимался биоинформатикой и алгоритмизацией хирургической и терапевтической практики (медицинская кибернетика), прогностическими вопросами и их приложением к экстренной оперативной тактике при гастродуоденальных язвенных кровотечениях, прогнозированием осложнений при инфаркте миокарда.

В последнее десятилетие Гельфанд обратился также и к протеомике, в том числе к классификации нуклеотидной последовательности, а в последние годы и вторичной и третичной структурам белков. Математические (геометрические) методы применяются для выделения возможных пространственных организаций белковых молекул и их описания. Так в 2007 году Гельфандом совместно с A. E. Кистером и другими на примере группы сэндвичеобразных белков была предложена структурная единица третичной (трёхмерной) нуклеотидной организации белков страндон. Всего в области биохимии, физиологии и медицины Гельфандом опубликовано около 100 научных трудов, из них около 85-ти –в англоязычной научной периодике, таких авторитетных изданиях как Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки (Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA). Объединяющей чертой всех этих работ является структуралистский математический подход к комплексным биологическим проблемам.

Израиль Моисеевич Гельфанд имел много званий и наград:

• Почётный член Московского математического общества(1971)

• Почётный доктор (Honoris Causa)

  • Оксфордского университета(1973)

  • Сорбонского университета(1973)

  • Гарвардского университета(1976)

  • Лионского университета(1984)

  • Пизанского университета(1985)

• Почетный иностранный член

  • Американской академии искусств и наук(1964)

  • Американского математического общества(1966)

  • Лондонского математического общества(1967)

  • Национальной академии наук США (НАН США)(1970)

  • Королевской Ирландской Академии(1970)

  • Королевской Шведской академии(1974)

  • Академии наук Франции(Académie des Sciences, 1976)

  • Лондонского королевского общества(1977)

  • Академии наук Италии(Academia dei Lincei, 1988)

  • Академии наук Японии(1989)

• Академик Академии наук СССР(1984, с1991 годаРАН; член-корреспондент с1953 года)

• Пожизненный почётный член (Honorary Life Member) Нью-Йоркской академии наук(1999)

• Сталинские премии(1951, 1953)

• Ленинская премия(1961)

• Два ордена Трудового Красного Знамени(1963, 1983)

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Боголюбов, Н.Н. Израиль Моисеевич Гельфанд (к семидесятилетию со дня рождения)  Успехи математических наук / Н.Н. Богоюбов, С.Г. Гиндикин, А.А. Кириллов, С.П. Новиков; – М.; 1983, т. 38.

2. Спирин, А.С. Биологический семинар И. М. Гельфанда/А. С. Спирин; – М.; 2008 г, том 39 №6.

Электронный источник:

3. Israel Moiseevich Gelfand, Part I – обзор биографии и научного вклада в математику – http://www.ams.org/journals/notices/201301/rnoti-p24.pdf