Hvad søfart kan lære af hjernenetværksvidenskab

Dr. Carlo Vittorio Cannistraci fra TU Dresdens Bioteknologisk Center (BIOTEC) fokuserer sin forskning på netværksvidenskab anvendt på biologiske systemer og neurovidenskab. På det biomedicinske kybernetiklaboratorium, han leder en translationel undersøgelse, der viser, hvordan netværksvidenskabelige beregningsteorier, der bruges til hjerneanalyse, kan hjælpe med at forstå globale skibsfartsnetværk og deres indvirkning på verdensøkonomien. Undersøgelsen blev udført sammen med maritim økonomi videnskabsmænd fra Kina, og er nu publiceret i det videnskabelige tidsskrift Naturkommunikation .

Omkring 80 % af den globale handel målt i volumen transporteres ad søvejen, og dermed er det maritime transportsystems forbindelsesnetværk grundlæggende for verdensøkonomien og for samfundets funktion. For bedre at udnytte nye internationale skibsruter, de nuværende skal analyseres:Hvad er principperne bag deres netværksorganisation? Hvilke mekanismer bestemmer den komplekse systemforbindelse med international handel? Imidlertid, der er et andet komplekst system, på samme måde som maritime transportsystemer, forbinder navigerbarheden af ​​dens netværksstruktur og organisation til dens effektive ydeevne i miljøet. Dette komplekse system er:hjernen. Motivationen for denne komparative og tværfaglige forskning kom fra udvekslingen under en international netværksvidenskabskonference, efterfulgt af tre års samarbejde om emnet.

"Mange komplekse systemer deler grundlæggende regler for selvorganisering og økonomisk funktionalitet. Da jeg undersøgte de kinesiske kollegers maritime netværksstruktur på konferencen, Jeg fremførte hypotesen om, at dens struktur viser en afvejning mellem høj transporteffektivitet og lave ledningsomkostninger, på samme måde som den, vi ved er til stede i hjernenetværk. Vi kombinerede vores viden inden for netværksvidenskab, maritim videnskab og databehandling, som førte til ny indsigt i det maritime netværks strukturelle organisations kompleksitet og dets relevans for international handel, " forklarer Dr. Cannistraci, forskningsgruppeleder for biomedicinsk kybernetik hos BIOTEC, TU Dresden.

"Et vigtigt resultat af denne undersøgelse er udviklingen af ​​nye beregningsmæssige netværkstiltag til undersøgelse af modulære tilslutningsmuligheder og strukturel kerneorganisation inden for komplekse netværk generelt, som vi her anvendte til maritim videnskab. I fremtidige projekter, Jeg planlægger at bruge disse nyudviklede metoder i min forskning på BIOTEC, hvor jeg fokuserer på beregnings- og netværkssystemer i biomedicin. De kan vise sig at være særligt nyttige til hjernenetværksorganisationsanalyse og udvikling af markører for hjernesygdomme, såsom depression og Alzheimers."