Dynamiken av biologiska transport nätverker
- Diarienummer
- MDB10-0006
- Start- och slutdatum
- 110501-140430
- Beviljat belopp
- 2 100 000 kr
- Förvaltande organisation
- Uppsala University
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
Vi studerar dynamiken i transportnät byggd av slemsvamp Physarum. Huvudmål: 1. Att förstå reologisk mekanik i konstruktion av transportnät i Physarum. 2. Att utveckla en biologiskt realistisk modell av problemlösning av Physarum. 3. Förstå sammband mellan dessa modeller och problemlösning av andra system. Till exempel, synapser formation inom hjärnan, stig bildning i mänskliga fotgängare, vaskulära nätverk, ben remodellering hos ryggradsdjur, och venbilding i växter. Arbetsplan: Experimentellt arbete kommer att utföras i Hakodate, med den svenska gruppen tillhandahålla expertis med bildanalys (mål 1). Genom utbyte besöker mellan Uppsala och Hakodate kommer vi att bygga upp och analysera en matematisk modell av Physarum (mål 2). Modellen kommer att ge en plattform för förståelse av generella mekanismer för problemlösning (mål 3). Personalen kommer består av en Postdoc (som främst kommer att utföra experiment i Hakodate) och två forskare som arbetar 25% vardera i Uppsala. Dessutom kommer en rad Japan-Sverige matematisk biologi seminarier och symposium stärka banden mellan länderna. Förväntade resultat: De experiment som avslöjar reologiska mekanismer Physarum kommer att leda till en ny matematisk förståelse av problemlösning. Undersökningen av hur denna modell generaliserar kan leda till nya insikter i för biologiska problemlösning som sträcker sig mellan olika discipliner.
Populärvetenskaplig beskrivning
Projektet fokus är på biologiska system som löser problem på ett decentraliserat sätt. Ett exempel på detta är slemsvampar, physarum, som lämpar sig utmärkt för study av system av denna typ. Slemsvampar har ingen hjärna, men kan trots detta lösa komplexa problem som ex. det mest effektiva lösningen av ett transportnätverk. Dessutom kan slemsvampar beskrivas med enkla matematiska modeller som beskriver deras kapacitet för problemlösning. För mer information om just slemsvampar, se följande artikel i DN: http://www.dn.se/nyheter/vetenskap/svampar-ar-smartare-an-du-tror-1.614261 Vårt projekt syftar till att ge djupare förståelse för mekanik i konstruktion av transportnät byggda av slemsvampar. Genom samarbetet mellan experimentalister i Japan och teoretisker i Sverige kommer vi att utveckla en biologiskt realistisk modell av problemlösning av Physarum. Denna modell används för att generalisera annan problemlösning av andra system ex. formation av synapser i hjärnan eller venbildning i löv.