Mit Computern den Neuronen auf der Spur

Mit insgesamt 3,3 Millionen Euro fördert die VolkswagenStiftung neun Projekte zur Modellierung und Simulation komplexer Systeme. Mit über 400.000 Euro geht eine der höchsten Einzelfördersummen an ein gemeinsames Projekt der Physiker Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Peter Hänggi (Universität Augsburg) und Prof. Dr. Lutz Schimansky-Geier (Humboldt-Universität zu Berlin), das neue Erkenntnisse über die Signalverarbeitung in anregbaren Neuronen und über biomolekulare Transportprozesse verspricht.

Prägnante Bilder von Körperzellen, Molekülen und anderen winzigen Bausteinen in unserem Innersten sind heute eine Selbstverständlichkeit. Und dennoch sind viele biologische Prozesse wie die neuronale Signalverarbeitung und biomolekulare Transportprozesse unvollständig verstanden oder ungenügend vorhersagbar. Wie baut sich beispielsweise die Hülle eines Viruspartikels exakt zusammen? Wie funktioniert die Signalverarbeitung von Neuronen und Ionenkanälen? Oder wie kann ein Bakterium das Sonnenlicht in chemische Energie umsetzen? Damit komplexe Vorgänge dieser Art genau verstanden und dann im Sinne einer Bio-Nanotechnologie vielleicht genutzt werden können, werden sie mit Computern modelliert und simuliert.

Im Rahmen ihrer 3,3 Millionen Euro schweren Initiative zu solcher Modellierung und Simulation komplexer Systeme fördert die Volkswagenstiftung u. a. mit über 400.000 Euro das Projekt „Rate theory for driven complex biosystems: stochastic modeling and computer simulations“, für das der Augsburger Physiker Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Peter Hänggi (Lehrstuhl für Theoretische Physik I) gemeinsam mit seinem Kollegen Prof. Dr. Lutz Schimansky-Geier vom Institut für Physik der Humboldt-Universität zu Berlin verantwortlich zeichnet

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung konzeptioneller Ansätze zur Modellierung und numerischen Simulation in zwei interdisziplinären Bereichen komplexer Ratenprozesse. Bei diesen handelt es sich zum einen um die neuronale Signalverarbeitung und zum anderen um typische Translokationsprozesse von Biomolekülen durch Engstellen (Nanoporen, Nanoröhren, Ionenkanäle).

Hänggis und Schimansky-Geiers Arbeitsgruppen genießen auf dem Gebiet der stochastischen Modellierung physikalischer und biophysikalischer Systeme in der Nähe und fernab vom Gleichgewicht weltweites Ansehen. In dem von der VolkswagenStiftung geförderten Projekt konzentrieren sie sich auf die analytische und numerische Untersuchung neuer physikalischer Situationen, aus deren Ergebnissen sich Vorschläge und Anregungen zu neuen Experimenten in der physikalischen Biologie ableiten lassen werden.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Peter Hänggi
Lehrstuhl für Theoretische Physik I
Universität Augsburg
D-86135 Augsburg
Telefon +49(0)821-598-3250
peter.hanggi@physik.uni-augsburg.de