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TU Berlin

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Nichtlineare Dynamik und Strukturbildung

 

Gegenstand des Seminars ist die Modellierung von Selbstorganisationsprozessen in makroskopischen physikalischen, chemischen oder biologischen Systemen fernab vom thermodynamischen Gleichgewicht. Im Mittelpunkt unserer Untersuchungen mit Methoden der Nichtlinearen Dynamik stehen raum-zeitliche Muster und lokalisierte wellenartige Anregungen, die in einem sehr breiten Kontext von der biologischen Erregungsleitung über intrazelluläre Kalziumwellen, Bedeckungsmuster bei katalytischen Oberflächenreaktionen bis hin zu Aktivitätsmustern in neuronalen Systemen oder elektrischen Erregungswellen im Herzmuskelgewebe beobachtet werden. Das Forschungsgebiet besitzt stark interdisziplinären Charakter mit zahlreichen Querverbindungen zur Biologie, Medizin oder Verfahrenstechnik.

 

 

Wintersemester 2008/2009: "Dissipative Strukturen-Strukturbildung in Reaktions-Diffusionssystemen mit Erregungs-Kontraktionskopplung"

Prof. Dr. Harald Engel (TUB) und Prof. Dr. Markus Bär (PTB)

Im Wintersemester 2008/2009 stehen Strukturbildungsprozesse in mechanisch deformierbaren Medien im Mittelpunkt des Seminars. Konkret interessieren uns Reaktions-Diffusionssysteme mit Erregungs-Kontraktionskopplung zur Modellierung der elektrischen Erregungsleitung im schlagenden Herzen. Einen weiteren Schwerpunkt bilden Kontraktionsmuster beim Schleimpilz Physarum polycephalum, die auf dem Wechselspiel von Aktivierung, Deformation und Strömung beruhen.


Interessierte Studenten können durch aktive Teilnahme am Seminar (Vortrag) einen Seminarschein erwerben und sich über mögliche Themen für Diplomarbeiten informieren.

Programm:

15.10.
Harald Engel: Einführung/Themenvergabe
22. 10.
Dr. Ekaterina Zhuchkova (TUB):

"New ideas for the defibrillation of the heart" (internal link PDF)

29. 10.
Dr. Martin Falcke (MDC, Mathematische Zellphysiologie):

"Excitation contraction coupling and arrhythmogenesis" (internal link PDF)

05. 11.
Jakob Löber (TUB):

"Velocity of fronts in periodic-heterogeneous reaction-diffusion systems" (internal link PDF)

19. 11.
Talks of the group for Dr. Alexander Panfilov (Utrecht)
10. 12.
Alexander Kothe (TUB):

"Analytical solutions of wave segments in excitable media" (internal link PDF)

14. 01.
Prabha Kaira (FHI):

"Resonant forcing in catalytic surface reactions"

21. 01.
Martin Marmulla (TUB):

"Universalities in spiral wave dynamics, II" (internal link PDF)

04. 02.
Prof. L.M. Pismen (Technion, Haifa):

"Chemical and mechanical signaling in epithelial wound healing" (internal link PDF)

11. 02.
Maxim Daschewski (TUB):

"Stückweise lineare Neuronen-Modelle "

Literatur


  • A. T. Winfree, The Geometry of Biological Time (Springer, Berlin, 2001).
  • J. Keener, J. Sneyd, Mathematical Physiology (Springer, Berlin, 2001).
  • J. D. Murray, Mathematical Biology (Springer, Berlin, 1993).
  • A. Beuter, L. Glass, M. C. Mackey, M. S. Titcombe (Eds.), Nonlinear Dynamics in Physiology and Medicine (Springer, Berlin, ).
  • D. P. Zipes and J. Jalife, Cardiac Electrophysiology. From Cell to Bedside (W. B. Saunders, Philadelphia, 1995).

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