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Eshel Ben Jacob

Eshel Ben-Jacob (nombre completo Eshel Refael Ben-Jacob Breslav ; [2] hebreo : אשל רפאל בן-יעקב 13 de abril de 1952 - 5 de junio de 2015), fue un físico teórico y experimental de la Universidad de Tel Aviv , poseedor del Maguy-Glass Catedrático de Física de Sistemas Complejos y miembro del Centro de Física Biológica Teórica (CTBP) de la Universidad Rice . Durante la década de 1980 se convirtió en un líder en la teoría de la autoorganización y la formación de patrones en sistemas abiertos, extendiendo posteriormente este trabajo a los sistemas complejos adaptativos y la biocomplejidad . A finales de la década de 1980, se dedicó al estudio de la autoorganización bacteriana . Desarrolló nuevas especies de bacterias formadoras de patrones , convirtiéndose en un pionero en el estudio de la inteligencia bacteriana y los comportamientos sociales de las bacterias.

Nacimiento y primeros años

Eshel Ben-Jacob nació el 13 de abril de 1952 en Haifa, Israel , en una familia de pioneros que emigraron a Israel en la década de 1930. Después de graduarse de la escuela secundaria, se matriculó para estudiar física y matemáticas en la Universidad de Tel Aviv y dos años después fue reclutado por la Armada israelí. Completó su B.Sc., M.Sc. y la mayor parte de sus estudios de doctorado durante el servicio (1972-1980), primero en la unidad de Pronóstico del Tiempo de la Marina y luego en la Inteligencia de la Marina.

Educación académica y carrera.

Ben-Jacob recibió un B.Sc. Licenciatura (1975) en Física de la Universidad de Tel Aviv, Certificado en Análisis de Sistemas (1976) del Technion (Instituto Tecnológico de Israel) y M.Sc. Licenciado (1978) (bajo la supervisión de Y. Imry ) y doctorado en física (1982) (bajo la supervisión de Y. Imry y DJ Bergman) de la Universidad de Tel Aviv. Después de tres años (1981-1984) de investigación postdoctoral en el Instituto Kavli de Física Teórica de Santa Bárbara , se incorporó al Departamento de Física de la Universidad de Michigan (1984-1989). Desde 1986, es miembro del cuerpo docente de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Tel Aviv (profesor titular desde 1992 y titular de la Cátedra Maguy-Glass de Física de Sistemas Complejos desde 2003).

Ben-Jacob fue vicepresidente (1998-2001) y presidente (2001-2004) de la Sociedad de Física de Israel. Desde 2005, es miembro del Centro de Física Biológica Teórica de la Universidad Rice. Fue elegido miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense en 2014 como miembro internacional de la clase de Ciencias Físicas. [3]

Contribuciones en física

Contribuciones en física biológica.

Comportamiento social de las bacterias.

A principios de la década de 1990, el grupo de Ben-Jacob descubrió dos especies de bacterias formadoras de patrones [32] [33] [34] : Paenibacillus dendritiformis y Paenibacillus vortex (ver también Paenibacillus ). Combinando experimentos microbiológicos con principios físicos de autoorganización y modelado avanzado, [35] [36] [37] Ben-Jacob avanzó en el reconocimiento de que las bacterias son organismos cooperativos inteligentes [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] que emplean comunicación avanzada para llevar vidas sociales intrincadas en colonias grandes y complejas. La comunicación química sofisticada permite a las bacterias adaptarse rápidamente a los cambios en el medio ambiente, distribuir tareas, "aprender de la experiencia", tomar decisiones y prepararse para el futuro. 1 1 Ben-Jacob propuso la idea de la inteligencia social bacteriana y su grupo ideó una puntuación de coeficiente intelectual social de las bacterias como una herramienta genómica comparativa para evaluar el potencial del genoma de las bacterias para llevar a cabo conductas cooperativas y adaptables exitosas, o conductas sociales, en entornos complejos. . 1

Enjambre de agentes múltiples

Inspirándose en las observaciones de Ben-Jacob sobre cómo las bacterias pueden ordenar espontáneamente su movimiento durante el enjambre colectivo, los grupos de T. Vicsek y Ben-Jacob idearon un modelo simple capaz de generar estados de no equilibrio que violan los teoremas físicos habituales para los estados de equilibrio. [50] Este trabajo ha llevado a la creación de un nuevo campo de enjambre multiagente (swarming Intelligence), propuesto para explicar una amplia variedad de fenómenos que van desde la navegación colectiva (swarming Intelligence) de bacterias, [51] amebas [52] e insectos , hasta bandadas de pájaros y bancos de peces , así como el diseño de vehículos autónomos capaces de autoorganizarse funcionalmente incluso en ausencia de un controlador omnisciente. Utilizar el fratricidio para combatir las bacterias: en 2000, el grupo de Ben-Jacob descubrió un fenómeno fascinante de competencia entre dos colonias de bacterias hermanas de P. dendritiformis cuando se inoculaban una al lado de la otra. 1 Estudios recientes del fenómeno revelaron que las dos colonias no sólo se inhibieron mutuamente para crecer en el territorio entre ellas, sino que indujeron la muerte de aquellas células cercanas a la frontera. 1 Empleando métodos de biología molecular combinados con nueva información de secuenciación del genoma y bioinformática, descubrieron una nueva toxina (factor letal entre hermanos), que actúa selectivamente sólo sobre la misma cepa bacteriana. 1

Toma de decisiones bacteriana

Aprovechando los conocimientos que obtuvo de la investigación en neurociencia (el principio de inhibición de la inhibición), Ben-Jacob y sus colaboradores descubrieron que el ingenioso esquema se compone de un interruptor estocástico regulado por un temporizador con frecuencia de reloj adaptable (que se ajusta según el estrés celular). ) a través de un circuito de decisión especial compuesto por una cascada de inhibiciones. Los circuitos de decisión de las bacterias individuales están acoplados mediante el intercambio de mensajes químicos entre las células para garantizar la decisión colectiva en beneficio del grupo. 1 1

Neurociencia de sistemas y el chip de neuromemoria

Los estudios de Ben-Jacob en neurociencia están guiados por un esfuerzo por simplificar la complejidad buscando principios de codificación de información, memoria y aprendizaje. Tiene muchas contribuciones únicas en el campo de la neurociencia de sistemas y las redes neuronales, incluidas las relaciones entre el tamaño de la red y su actividad sincronizada, [53] [54] [55] [56] [57] el descubrimiento de correlaciones neuronales ocultas , [58 ] [59] relaciones función-forma y sincronización mutua en redes diseñadas, [60] [61] [62] el efecto del daño del ADN en la sincronización de la red, [63] comunicación neuroglia , [64] nuevo modelado de intra y dinámica del calcio entre células , [65] [66] [67] uso de nanotecnología para ingeniería de redes, 1 descubrimiento y modelado de los motivos dinámicos (repertorio) de redes neuronales acopladas, [68] [69] [70] desarrollo de un nuevo análisis a nivel de sistema de la actividad de la red neuronal (el análisis de holografía funcional ), [71] mapeo y evaluaciones de focos epilépticos , [72] y más. Sin embargo, el desarrollo del primer neurochip de memoria con su entonces estudiante de doctorado, Itay Baruchi, es la contribución más importante de Ben-Jacob a la neurociencia de sistemas . [73] Mientras que los intentos anteriores se basaban en "enseñar por recompensa" (mejora de las sinapsis excitadoras ) o "enseñanza por castigo" (inhibición de las sinapsis excitadoras), el enfoque de Baruchi y Ben-Jacob era "enseñar por liberación" o "inhibición de la inhibición". " (inhibición de las sinapsis inhibidoras). Al ser reconocido como un descubrimiento innovador en neurociencia de sistemas, el logro recibió en 2007 el premio SciAm 50 , el premio Scientific American por los 50 logros más importantes en todos los campos de la ciencia y la tecnología.

Inmunología

Junto con Irun Cohen del Instituto de Ciencias Weizmann , Ben-Jacob ha establecido la Iniciativa de Desarrollo Inmunológico (IDI), [4] una colaboración de investigación multidisciplinaria que incluye inmunólogos, físicos y médicos.

Econofísica

En el ámbito del análisis de sistemas económicos, ha publicado una nueva medida cuantitativa, la fuerza cohesiva del índice sobre la fragilidad del mercado de valores. [ cita necesaria ] ; sobre comportamientos similares a ataques epilépticos en el mercado de valores de EE. UU .; [74] y orden oculto en el caos del mercado . [75] Desarrolló una nueva clase de redes basadas en correlaciones basadas en el concepto de correlaciones parciales. Esto llevó a la introducción de la metodología de redes de dependencia . Cuando se aplicó al mercado de valores estadounidense, logró revelar la columna vertebral del mercado, mostrando cuantitativamente el dominio del sector financiero. [76]

educación física

Mientras se desempeñaba como presidente de la Sociedad de Física de Israel (IPS), Ben-Jacob dedicó esfuerzos a atraer a los adolescentes a la Física estableciendo vínculos entre los profesores de física de la escuela secundaria y la ISF (Fundación de Ciencias de Israel). Nombró a la directora de una escuela secundaria, Tehila Ben-Gai del Centro HEMDA [5] para la Educación Científica, como Secretaria de la ISF, y juntos promovieron reuniones científicas anuales conjuntas entre los profesores de física de la escuela secundaria y la ISF, conferencias de profesores en la escuela secundaria. estudiantes, visitas de clases de secundaria a departamentos de física y más. Durante su presidencia, inició la revista en línea PhysicaPlus , la única revista científica bilingüe hebreo-inglés. Junto con Tehila Ben-Gai y Haim Harary, iniciaron un curso de dos años de duración en ciencias computacionales (llamado MOAH, "cerebro" en hebreo) destinado a elevar la creatividad y las capacidades de trabajo en equipo de los estudiantes de secundaria. Ben-Jacob formó parte del Consejo Ejecutivo de HEMDA [5] y desde 2010 se desempeñó como Presidente del Consejo Asesor de Educación Física en Escuelas Secundarias del Ministerio de Educación de Israel.

Ver también

Referencias seleccionadas

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Libros

Patentes

Referencias

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  2. ^ Rabino Najman de Breslov
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  4. ^ Iniciativa de desarrollo inmunológico (IDI) Archivado el 2 de abril de 2012 en la Wayback Machine.
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