Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Flow network morphology as memory map: Principles of fluid flow driven dynamic memory in living tubular networks

Opis projektu

Badanie pamięci płynnych sieci organizmów żywych

Układy organizmów żywych służą do przenoszenia bardzo ważnego ładunku, w tym cząsteczek sygnałowych, tlenu, składników odżywczych i odpadów. Transport odbywa się na mniejszych i większych odległościach i jest realizowany za pomocą przepływu płynów przez rozległe sieci naczyń o kształcie rurek. Wiele z tych naczyń reaguje dynamicznie na zmiany w charakterystyce przepływu, na przykład zwiększając swoją średnicę w odpowiedzi na wzrost prędkości przepływu. Dostosowanie to może mieć charakter długoterminowy, co zasadniczo odpowiada swoistemu rodzajowi przechowywania w pamięci parametrów właściwych dla wcześniejszych zdarzeń i warunków. Finansowany przez UE projekt FlowMem poświęcony jest badaniom, które pozwolą określić, w jaki sposób pojawiające się czasowo bodźce lokalne mogą wywoływać zmiany długofalowe. Zdobyta wiedza zostanie wykorzystana do modulowania sieci rurowych i zastosowania jej w dziedzinach od biomedycyny i mikrofluidyki po robotykę miękką.

Cel

Fluid flows through tubular networks are crucial for life as they are the dominant means of substance and signal transport. In living networks – across organisms as disparate as animals and fungi, alterations of flows drive dynamic adaptation of tube diameters which in turn alters transport performance. In effect, local transient stimuli that affect flows are memorized as long-lived alterations to tube diameters across the network. I aim to identify the physical principles behind fluid flows driving dynamic memory storage in network morphology. I will thereby uncover how to control network morphology and performance by applied flow-altering stimuli, which promises significant advances in important challenges of the future: treatment of vascular diseases and tumour development, encoding complex behaviour in soft robotics and self-optimizing porous media.
The dynamic nature of flows and networks’ complex morphologies requires a combined experimental and theoretical approach to address: What are the physical mechanisms of how flows in living tubular networks can encode and store information about stimuli? How do memories impact network performance? As experimental model system I choose the slime mould Physarum polycephalum. It is ideally suited as a starting point, as it reduces the problem in its complexity to just a tubular network. This model allows me to follow with unprecedented level of detail how stimuli transiently perturb network-wide flows – flows that subsequently drive long-term changes in network morphology. Theoretical models will verify mechanisms and allow investigation of impact on network function. Identified principles of dynamic memory formation will be applied to study consequences of mini-stroke stimuli and possible treatment in brain microvasculature and to design self-optimizing porous media. I will develop general principles advancing physics and biology with far-reaching implications in medicine and engineering.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

ERC-STG - Starting Grant

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2020-STG

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Instytucja przyjmująca

TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN
Wkład UE netto
€ 1 499 905,00
Koszt całkowity
€ 1 499 905,00

Beneficjenci (1)