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Investigación - IA105518

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Proyectos financiados

Excitabilidad espacio-temporal: modelado teórico, instancias biológicas e implementación electrónica

Disciplina

Matemáticas

Especialidad

Biología Matemática

Duración

2 años

Responsable

Alessio Franci

Síntesis: Desde neuronas aisladas hasta redes de millones de neuronas, desde redes de regulación genética hasta el desarrollo de organismos multicelulares, la excitabilidad es el comportamiento no lineal fundamental que interconecta las escalas espacio-temporales de los sistemas biológicos y permite la transmisión de señales a través de los múltiples niveles de organización biológica. La naturaleza abierta (multi-escala, interconectada, modular) de la excitabilidad biológica contrasta con los principios de la teoría de sistemas dinámicos usada en el presente para su modelado. A pesar de sus enormes aportaciones en el modelado de comportamientos no lineales, la teoría de sistemas dinámicos es intrínsecamente una teoría de sistemas cerrados.

Preguntas y problemas abiertos en neurociencias, ingeniería bio y neuromórfica, y biología evolutiva y del desarrollo, motivan el desarrollo de los resultados recientes obtenidos por el responsable del proyecto para reformular el concepto de excitabilidad en un marco teórico extendido que junta teoría de sistemas dinámicos y teoría de control. La teoría de control, en particular los conceptos de retroalimentación y puerto, proveen la herramienta idónea para complementar y apoyar la teoría de sistemas dinámicos en el estudio de la interconexión de sistemas excitables como sistemas abiertos y modulares. El desarrollo de este marco teórico estará acompañado por investigación interdisciplinaria sobre las preguntas que lo motivan, en un intento por contribuir a cerrar la brecha entre biología experimental, matemáticas y sus aplicaciones en ingeniería.