Výzkum stárnutí z pohledu fyziky a entropie
V závěru letošního srpna se na univerzitě v Kolíně nad Rýnem uskuteční odborná konference a workshop s názvem Entropy in Aging. Cílem akce je prozkoumat možnosti využití entropie jako sjednocujícího rámce pro pochopení biologického stárnutí. Iniciativa vychází z činnosti International Aging Entropy Open Research Network, kterou založili David Meyer a Sangwouk Cho v rámci spolupráce mezi výzkumnými týmy v Německu a Spojených státech známé pod zkratkou AEON.
Hlavním tématem konference je gerofyzika, rozvíjející se vědní obor, který nahlíží na biologické stárnutí prostřednictvím principů řídících komplexní fyzikální systémy. Odborníci se zaměřují na otázku, zda je postupná ztráta řádu, informační věrnosti a schopnosti regenerace živých systémů spojujícím prvkem pro různé projevy stárnutí, jako jsou genomová nestabilita, epigenetický drift nebo mitochondriální dysfunkce.
Významným posunem v současném výzkumu je přechod od teoretických metafor k přímému měření entropie. Vědecká obec využívá nástroje, jako jsou omikové technologie, longitudinální biomarkery, výpočetní modely a metriky fyziologické komplexity. Cílem je zjistit, zda lze tyto procesy využít k vytvoření testovatelných cílů a intervencí zaměřených na zachování funkcí organismu ještě před vznikem klinicky patrných projevů poškození.
Problém metodologické roztříštěnosti
Jednou z hlavních výzev oboru je nejednotnost v definicích. Různé výzkumné skupiny používají koncept entropie odlišně – jako míru neuspořádanosti, ztráty informací či poklesu komplexity. Podle Davida Meyera je současným úkolem vytvořit sdílený vědecký jazyk a metodologické standardy, které umožní srovnatelnost výsledků mezi různými oblastmi výzkumu, jako je genetika, proteomika či klinická data. K tomu má sloužit i nově vznikající online platforma, která bude sdružovat metody, datasety a klíčovou literaturu.
Integrace fyzikálních a biologických věd
Konference si klade za cíl propojit odborníky z oblasti fyziky, biologie, matematiky a počítačových věd. Sangwouk Cho v této souvislosti zdůrazňuje, že nástroje jako Mahalanobisova vzdálenost umožňují kvantifikovat odchylky biologických systémů od jejich uspořádaných stavů. Budoucí výzkum se pravděpodobně zaměří na dynamičtější procesy, například skrze zobrazovací metody schopné monitorovat akumulaci biologické neuspořádanosti v reálném čase.
Max Unfried z National University of Singapore navrhuje rozšířit metodologii o poznatky ze stochastické termodynamiky. Tento obor, zkoumající chování mikroskopických systémů, by podle něj mohl pomoci přesněji definovat a kvantifikovat toky a produkci entropie v živých systémech. Podle Unfrieda představuje studium energetických toků na mikroskopické úrovni prostor, který zatím nebyl plně využit k pochopení základních mechanismů stárnutí.
Konference Entropy in Aging se koná od 31. srpna do 2. září 2026 na International House Kolínské univerzity. Odborná diskuse o entropii jako mechanismu či rámci pro pochopení stárnutí v současnosti představuje jeden z klíčových směrů výzkumu, který se snaží překročit hranice tradičních vědních disciplín.