[spectre] Tuesday January the 23st in Paris: Biology radically expressing anti-reductionism

Tue Jan 23 00:06:05 CET 2007

Hello Friends ! If you cross over Paris to-morrow, may be you will hear
Denis Noble, Britannic Biologist, researcher in the cardiovascular field and
Professor at Oxford, just coming to tribute a colloquium at
Superior Normal School, Cavaillès Center this Tuesday:

Mardi 23 Janvier 2007, 9H-17H, Salle Dussane, Ecole Normale Supérieure, 45
rue d¹Ulm, Paris.

http://noble.physiol.ox.ac.uk/People/DNoble/
Denis Noble has written "The music of the Life" :
http://www.musicoflife.co.uk/

http://www.google.fr/search?ie=UTF-8&oe=UTF-8&sourceid=mozilla2&q=Denis%20No
ble

Without inform the life the Arts die... But tech is inside the new emergence
of Scientifics of the Biology, mostly medical doctors, and others being
engineers having a relationship with critical philosophy over pass the
genetic code by the stochastic disposition of the interactive multifield
agents which tribute to the proper form of the life...

French are not of circumstance for surround an Anglophone research, all the
contrary they are in the advance group that has have promoted these ideas
over passing the genetic model. Here is a stochastic solution that may be
the new paradigm of the life on earth instead of pre established programs
from Aristotle elements till the divine programs.

That is really the materialist emergence as advance by the Sciences of the
life to tribute our proper works, I hope.

Exactly you see the materialist emergence post-darwinist in Sciences
increasing in relevance. They work on stochastic conception of the life...
Where the environment takes a major position, so the multifield importance,
are a severe criticism of reductionism;-)

Any US researchers of this common move are missing but they are not
numerous, more having still come the last years to present their works in
the frame of Centre Cavaillès (a famous mathematician having been a famous
resistant during the great war and finally arrested and killed).

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A l'occasion de la publication de la version francophone du livre du
biologiste britannique

    DENIS NOBLE, 

    "La musique de la vie",
qui paraît ces jours-ci aux éditions du Seuil,

voici une manifestation de la pensée émergente incontournable :

Si vous pouvez vous rendre disponibles et vous trouvez dans notre ville, ne
manquez pas cela demain, mardi 23 janvier de 9h à 17 h,

Salle Dussane, Ecole Normale Supérieure,
45 rue d'Ulm, Paris.

C'est enfin, après tant de patience de la part de ces chercheurs,
l'événement de la biologie qui pulvérise le modèle génétique !

ENFIN UN MOUVEMENT DE LA PENSEE NON-A :)

Vous le savez,je l'ai souvent dit, nos compatriotes loin d'être les
derniers, sont dans le peloton de tête.

Pour informer l'organisation du colloque du 23 janvier 2007, en France,
voici la recension de la conférence de Jean-Jacques Kupiec, invité par Denis
Noble à la Maison Française d'Oxford, le 28 novembre 2005, au Royaume Uni.

http://www.mfo.ac.uk/Publications/comptesrendus/Kupiec_fr.htm

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http://www.cavailles.ens.fr/

Centre Cavaillès

Ecole Normale Supérieure

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Colloque de Biologie et Philosophie

"A quoi sert la modélisation ?"

Mardi 23 Janvier 2007, 9H-17H, Salle Dussane, Ecole Normale Supérieure, 45
rue d¹Ulm, Paris.

En 1960, Denis Noble a, pour la première fois, utilisé la simulation
numérique afin d¹étudier les rythmes cardiaques. Depuis cette date il a créé
un « véritable » c¦ur virtuel et il a lancé le projet physiome devant
conduire à la modélisation intégrale du corps humain. Pendant la même
période la biologie informatique s'est développée de manière exponentielle.
Elle a été utilisée dans toutes les disciplines biologiques, de la biologie
moléculaire à l¹écologie et elle est aujourd¹hui devenue incontournable dans
les programmes de recherche de la biologie post-génomique. Cependant, le
statut de la modélisation dans ses rapports à l'expérimentation reste flou
et  sujet à des pratiques très différentes selon les circonstances. Pendant
cette journée nous souhaitons réunir des philosophes et des biologistes
spécialistes de la modélisation pour débattre de ce problème en l¹illustrant
par des exemples concrets. En prenant les cas extrêmes, s'agit-il
d'utiliser l'ordinateur pour manipuler des quantités de données qu'il serait
impossible de gérer manuellement ? Dans ce cas, l¹utilisation de
l¹informatique serait une simple « pratique empirique assistée par
ordinateur ». Il suffirait de constituer des banques de données sur les
gènes et les protéines reliées par des cascades de régulations positives ou
négatives pour "voir  émerger" les propriétés du vivant. Ou bien la
modélisation doit-elle partir d'hypothèses théoriques nouvelles, dont il
faudrait d¹abord étudier les propriétés intrinsèques sur des modèles
abstraits ? Dans ce cas il s¹agirait d¹une « expériences de pensée assistée
par ordinateur ». La démarche consisterait à mettre à jour les comportements
non triviaux des modèles, puis à essayer de déceler des comportements
analogues sur des modèles expérimentaux.

Programme

Matinée (modérateur : Jean-Jacques Kupiec)

9H Accueil 

9H05 : Que peut expliquer un modèle complexe et peut-on le comprendre ?
(Pierre-Alain Braillard, IHPST- Université Paris 1)

9H45 : Imitations, modèles et schèmes (Giuseppe Longo, ENS)

10H30 : La modélisation comme aide à l¹imagination du chercheur.
(Jean-Pierre Mazat, INSERM U 688, Université Bordeaux 2 et Programme
d'Épigénomique, Genopole®, Évry)

11H15 : Systems Biology and the Search for General Laws (Evelyn Fox Keller,
MIT, and Chaire Blaise Pascal, REHSEIS)

Après-midi (modérateur : Michel Morange)

14H : Principes de la biologie des systèmes (Denis Noble, Université
d'Oxford) 

14H45 : Computational modelling and the understanding of embryonic
development (Denis Thieffry, Université de la Méditerranée, Marseille)

15H30 : La modélisation est-elle un des moyens qui permettront à l'homme
d'adopter l'attitude de l'ingénieur vis-à-vis de la biologie ? (François
Képès, Programme d'Épigénomique, Genopole®, Evry, CNRS & UEVE)

16H15 : Du modèle à la simulation et retour : pluriformaliser, simuler,
remathématiser (Franck Varenne, Université de Rouen   LPHSAHP - UMR 7117)

17H : Conclusions de la journée

Résumés des exposés

Que peut expliquer un modèle complexe et peut-on le comprendre ?

Pierre-Alain Braillard

IHPST- Université Paris 1

Avec l¹augmentation de la quantité des données expérimentales et la
puissance des ordinateurs, les modèles des systèmes biologiques sont en
passe d¹atteindre un niveau de complexité énorme. Il suffit de penser aux
projets visant à construire des modèles de cellules entières au niveau
moléculaire. Face à cette complexité, différentes questions se posent. D¹une
part, la nature et la fonction de tels modèles semblent bien différentes de
ce que l¹on trouve habituellement en biologie moléculaire. Il n¹est pas
toujours évident de savoir en quoi ces modèles peuvent être explicatifs.
Mais plus encore se pose la question de la compréhension. Dans quelle mesure
un biologiste peut-il comprendre un modèle constitué de milliers d¹équations
? En tout cas, certainement pas de la même manière qu¹il peut comprendre un
modèle comme celui de l¹opéron. On peut légitimement se demander comment
notre compréhension du vivant pourra progresser en remplaçant l¹étude d¹un
système complexe par d¹autres systèmes pas beaucoup moins complexes.

Je chercherai d¹une part à montrer en quoi des modèles complexes peuvent
expliquer sans qu¹on puisse forcément les comprendre et d¹autre part,
comment ils peuvent être considérés comme un moyen de parvenir à des
principes généraux plus adaptés à nos limites cognitives et intérêts.

Bhalla US., 2003, Understanding complex signaling networks through models
and metaphors,

Prog Biophys Mol Biol., 81(1): 45-65.

Imitations, modèles et schèmes

Giuseppe Longo 

ENS

1. L¹imitation par la machine à états discrets vs.le modèle dynamique de la
morphogenèse, chez Turing.

2. Le principe géodésique en tant que principe de construction théorique
pour la modélisation des dynamiques physiques. Quel principe de construction
pour la méthode différentielle en biologie moléculaire ?

3. Vers une notion de schème : le temps du vivant et les rythmes
biologiques.

F. Bailly et G. Longo, Mathématiques et sciences de la nature. La
singularité physique du vivant.   Hermann, Paris, juillet 2006.

AVANT-PROPOS TELECHARGEABLE DE  http://www.di.ens.fr/users/longo/

Francis Bailly, Giuseppe Longo.  Schèmes géométriques pour le temps
biologique.    Exposé thématique, Ecole "Logique et Interaction: vers une
géométrie du cognitif", Cerisy-la-salle, septembre 2006, à paraître.

ARTICLE TELECHARGEABLE DE  http://www.di.ens.fr/users/longo/

La modélisation comme aide à l¹imagination du chercheur.

Jean-Pierre Mazat

INSERM U 688, Université Bordeaux 2 et Programme d'Épigénomique, Genopole®,
Évry.

On donnera quelques exemples de modélisation de systèmes biologiques qui ont
révélé des comportements inattendus voire en contradiction avec les dogmes
du moment. Il est en effet un peu énervant de voir affirmer avec des mots
des propositions qu¹un modèle simple peut aisément infirmer. En un sens, le
titre de cet exposé pourrait être : « Cela va sans dire, mais cela va encore
mieux en le modélisant ». On insistera aussi sur l¹aspect ludique de la
modélisation qui peut être un aiguillon pour l¹imagination du chercheur et
l¹entraîner dans un va-et-vient fructueux entre modèles et hypothèses
facilement et rapidement falsifiables.

Principles of Biochemistry 2nd ed Worth Publishers 1993, New-York (USA) p
229

Systems Biology and the Search for General Laws

Evelyn Fox Keller

MIT, and Chaire Blaise Pascal, REHSEIS.

Relations between the physical and the biological sciences have a long and
tension-filled history. Two closely related components of this tension can
be identified, one in the often dramatic differences in significance
attributed to particularity vs. generality, and the other, regarding the
status, or even existence of, laws of biology.  Here is a tension that has
surfaced in virtually every encounter between physics and biology since the
beginning of that century, and today it is resurfacing again in the
flourishing new enterprise of systems biology. Questions about when it is
useful to simplify, to generalize, to search for unifying principles and
when it is not questions have now acquired direct pragmatic implications,
and perhaps even some urgency.

Beatty J. 1995. The evolutionary contingency thesis. In: Lennox JG, Wolters
G, editors. Concepts, theories and rationality in the biological sciences.
Pittsburgh: University of Pittsburgh Press.

Keller, E. F., Making Sense of Life: Explaining Biological Development with
Models, Metaphors, and Machines.  Harvard University Press, April 2002

Keller, E. F., 2005. Revisiting Scale-Free? Networks, BioEssays 27(1):
1060-1068

Principes de la biologie des systèmes

Denis Noble

Université d'Oxford

Pour moi, la biologie des systèmes est une théorie de la relativité
biologique. Son  principe premier est qu'il n'existe pas de niveau
privilégié de causalité. Ceci est nécessairement vrai dans des systèmes qui
possèdent des niveaux multiples s'influençant par des boucles de rétroaction
montantes et descendantes. Les gènes et les protéines ne peuvent rien faire
par eux-mêmes. Il y a de nombreuses formes de causalité descendante qui
jouent sur le génome avec des résultats très différents selon les cellules
et les circonstances. De ce fait le concept de "réseau génétique" est
fallacieux, de même que l'idée d'un programme génétique. En fait, il n'y a
aucun programme à aucun niveau. Le dogme central de la biologie moléculaire
est erroné.  L'ADN n'est pas le seul support de l'hérédité et l'importance
des mécanismes épigénétiques n'a pas encore été suffisamment appréciée. La
persistance des effets épigénétiques sur plusieurs générations les rend
sensibles à la sélection naturelle. Il y a donc peut-être une forme de
lamarckisme qui attend en coulisse. Dans cette conception de la biologie,
les gènes ne sont pas égoïstes mais prisonniers de l'organisme. J'emploierai
des exemples de modélisation pour illustrer tous ces principes.

Jane Qiu (2006) Unfinished Symphony, Nature 441, 143-145

Helen Pearson (2006) What is a gene, Nature 441, 399-401

Denis Noble (2007) La Musique de la Vie, Paris: Seuil ; Edition anglaise :
(2006) The MUSIC of LIFE, Oxford: OUP

Computational modelling and the understanding of embryonic development

Denis Thieffry

Université de la Méditerranée, Marseille

Understanding cell differentiation and pattern formation clearly constitute
central biological issues. In my presentation, I will provide a comparative
overview of recent computational studies of such developmental processes to
delineate some of the main roles of computational modelling in contemporary
biology.

Thieffry D, Sánchez L (2003). Dynamical modelling of pattern formation
during embryonic development. Current Opinion in Genetics and Development
13: 326-30.

La modélisation est-elle un des moyens qui permettront à l'homme  d'adopter
l'attitude de  l'ingénieur vis-à-vis de la biologie ?

François Képès

Programme d'Épigénomique, Genopole®, Evry, CNRS & UEVE

Il existe maintenant des approches assez diverses qui visent à  recréer la
vie, mais une vie différente de celle que la Nature nous a  offert. Les
objectifs peuvent être biotechnologiques ou plus  fondamentaux, pour mieux
distinguer parmi les propriétés du vivant  celles qui sont essentielles ou
contingentes. Souvent, ces approches  sont précédées et accompagnées par une
modélisation mathématique, qui  permet d'orienter l'ingénierie, puis de la
raffiner dans une

boucle  entre paillasse et modèle.

Benner SA, Sismour AM. Synthetic biology. Nat Rev Genet. 2005
Jul;6(7):533-43.

Du modèle à la simulation et retour : pluriformaliser, simuler,
remathématiser

Franck Varenne

Université de Rouen  chercheur associé au LPHSAHP - UMR 7117

Dans de nombreux domaines de la biologie, le recours à la simulation a
longtemps pu passer pour une solution de pis-aller permettant d¹éviter tout
travail préalable de conceptualisation. L¹histoire récente de la
bioinformatique non moléculaire et des simulations à base pluriformalisée
(botanique, agronomie, écologie) oblige à nuancer ce tableau et ces
oppositions. Lorsqu¹un objet complexe ne prête pas immédiatement à un modèle
général, il peut encore prêter à des plurimodèles sur ordinateur
(pluriéchelles, pluriperspectifs, multi-agents), notamment s¹il existe
différentes échelles de terrain stabilisables en des formalismes locaux,
puis intégrables informatiquement. Renoncer à modéliser mathématiquement dès
le départ un phénomène biologique peut ainsi être un atout décisif. Ainsi,
la simulation pluriformalisée possède des rôles épistémiques complexes qu¹on
ne peut pas toujours réduire à celui d¹une prédiction sans compréhension ou
à celui d¹une heuristique pour la théorie. On ne doit cependant pas tomber
dans le rêve d¹un inductivisme radical assisté par ordinateur (rêve
moléculariste et constructiviste de voir émerger les concepts par l¹effet
d¹une computation totalement bottom-up). La nécessité du caractère
partiellement top-down des actuelles pluriformalisations du vivant empêche
de tomber dans cette épistémologie au mieux prématurée. Nous montrerons en
revanche que ce sont les simulations pluriformalisées stabilisées et
calibrées du vivant (dans le cas des plantes notamment) qui, sur le terrain,
permettent de passer à une troisième phase où le concept mathématisé
redevient un acteur de premier plan : phase que nous avons baptisée «
re-mathématisation ». À l¹heure actuelle, ce n¹est donc parfois qu¹en
disposant préalablement de maquettes virtuelles pluriformalisées que l¹on
peut renouveler la portée de la modélisation. Quelles conditions
particulières semblent devoir être remplies pour que les praticiens en
soient capables sans tomber dans le rêve d¹un inductivisme computationnel
intenable ? Pour ouvrir quelques pistes, nous évoquerons alors les actuelles
problématiques spécifiques de re-mathématisation de simulation :
sursimulation, simplification d¹algorithme, recherche d¹ontologies
(métamodèles).

Barthélémy, D. : 2006 : « Botanique et bioinformatique de l¹architecture des
arbres », site internet du laboratoire du CIRAD (dir. D. Barthélémy) :
http://amap.cirad.fr/

Reffye (de), Ph., 2006 : « Pousser virtuel pour bien pousser », site
internet et publications autour de GreenLab (dir. P. de Reffye) :
http://www.inria.fr/actualites/inedit/inedit49_interna.fr.html

Varenne, F., 2003a : « La simulation conçue comme expérience concrète »,
Actes des 10èmes journées de rencontres interdisciplinaires sur les systèmes
complexes naturels et artificiels (Rochebrune, 2003), éditions de l¹Ecole
Nationale Supérieure des Télécommunications de Paris (ENST), pp. 299-313 :
http://hal.ccsd.cnrs.fr/ccsd-00004269

Varenne, F., 2003b : « La simulation informatique face à la méthode des
modèles », Natures Sciences Sociétés, vol. 11, 2003, n°1, pp. 16-28.