Hoppa till innehåll
EN In english

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

We will study the dynamics of transport networks built by the body of the slime mould Physarum. Main objectives: 1."To understand rheological mechanics of transport networks in Physarum. 2."To develop a biologically realistic model of problem solving by Physarum. 3."To link these models to problem solving by other systems. In particular, ant trail networks, information processing by the brain, trail formation in human pedestrians, vascular networks, bone remodelling in vertebrates, and leaf-vein in plants. Work plan: Experimental work will be carried out in Hakodate, with the Swedish group providing expertise with image analysis (aim 1) . Through exchange visits the Uppsala and Hakodate teams will build and analyse a mathematical model of network formation in Physarum (aim 2). The model will provide a platform for understanding general mechanisms for problem solving (aim 3). The personnel on this grant consist of one Postdoc primarily performing experiments in Hakodate and two researchers working 25% each in Uppsala. In addition, a series of Japan-Sweden mathematical biology seminars and symposium will strengthen ties between the countries. Expected results: The experiments which reveal the rheological mechanisms in Physarum will lead to a new mathematical understanding of its problem solving. The investigation of how this model generalises could lead to novel insights in to biological problem solving which stretch across disciplines.

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.