Næste generation af forskere til modellering og analyse af komplekse systemer

Kvantitative modeller baseret på ikke-lineær dynamik og komplekse systemer bruges ofte på forskellige områder lige fra klimaforskning til neurovidenskab til magtnetværk. Sådanne systemer, herunder biologiske organismer, bestå af interagerende enheder med oscillerende elementer. For eksempel, flere målbare mængder i levende systemer såsom blodgennemstrømning, respiration og hjerneaktivitet er oscillerende, og deres frekvenser og amplituder varierer over tid, ofte på en næsten deterministisk og næsten periodisk måde. Det er afgørende at forstå disse tidsvariable svingninger for at udvikle applikationer inden for områder som fysiologi og medicin.

Indtast COSMOS, det EU-finansierede projekt, der har til formål at analysere komplekse oscillerende systemer, der er "rigtige i naturen, fysiske og tekniske enheder, og biovidenskab, " som forklaret på CORDIS. Det fokuserer især på systemer, der er sammensat af flere indbyrdes forbundne underenheder, der opererer på forskellige tidsskalaer. "COSMOS' nye tværfaglige tilgang er at kombinere teoretiske teknikker med dataanalyseprocedurer, at tillade udvikling og validering af originale analysemetoder til komplekse systemer."

Ifølge projektets hjemmeside, en "brugervenlig softwarepakke vil i sidste ende blive udviklet for at gøre metoderne tilgængelige for et bredt sæt af potentielle brugere, inklusive dem med minimale teoretiske kompetencer." Samme hjemmeside opsummerer forskningskonceptet og bemærker, at COSMOS består af 15 forskellige projekter, der alle arbejder med relaterede temaer omkring analyse af komplekse signaler.

Tværfaglig tilgang

Som en del af programmets mål, "COSMOS vil træne 15 ESR'er [forskere i den tidlige fase] på grænsefladen mellem fysik, Anvendt matematik, og Life Sciences, at integrere teoretiske og datadrevne metoder for at gøre forskerne konkurrencedygtige til en bred vifte af industrielle og akademiske stillinger."

Videnskabelig træning vil omfatte ikke-lineær dynamik, numeriske metoder og statistisk mekanik. Hvis nødvendigt, det grundlæggende i neurovidenskab, fysiologi og systembiologi vil indgå. Mere komplekse emner vil også blive dækket, herunder informationsteoretiske metoder, synkronisering, netværksanalyse, avancerede ikke-lineære dynamikindikatorer, inferensmetoder og ikke-ligevægtsterodynamik.

Alle 15 forskere, der har deltaget i det igangværende COSMOS-projekt (Complex Oscillatory Systems:Modeling and Analysis) har arbejdet på deres ph.d. afhandlinger under vejledning af 2 hold på 2 universiteter, som krævet af European Joint Doctorate-formatet.

En nyhed fra det slovenske presseagentur understreger, at "fænomenet med oscillerende dynamisk og oscilleret adfærd er til stede overalt, ikke kun i meget komplekse fysiske eksperimenter." Citeret i samme nyhed, COSMOS-koordinator Arkady Pikovsky siger:"Når du for eksempel flyver fra Europa til Amerika, oplever du jetlag, og dette er dit oscillerende system af dag og nat, din organisme skal resynkroniseres til nye forhold, og dette er et af emnerne for dette videnskabsområde."