ملخص
تم دراسة الأساس الميكانيكي العصبي لسلوك الدودة الخيطية C. elegans. في هذا المشروع، ستجمع بين التحليل المبني على البيانات والتحليل المبني على النظرية لديناميات الحركة في الدودة، والتي يتم قياسها كميًا من حيث تسلسل أوضاعها؛ من حيث حركتها عبر الفضاء؛ وكدالة لخصائص السوائل التي يتم غمرها فيها. هذا المشروع متعدد التخصصات إلى حد كبير، ويجمع بين البحث القائم على البيانات والبحث القائم على النظرية، ويندرج الموضوع الموصوف في عدة تخصصات في الفيزياء والرياضيات وعلوم الكمبيوتر، بما في ذلك النشر النشط؛ فيزياء المادة الناعمة؛ التحكم الميكانيكي الحيوي للحركة. والأنظمة الديناميكية، ومع تطبيقات الروبوتات الحيوية وهندسة التحكم والأنظمة المستقلة.
الوصف الكاملإن الفهم الأفضل لمجموعة الأوضاع المحتملة وديناميكياتها مع مرور الوقت يمكن أن يسلط الضوء على أنماط تنشيط العضلات المطلوبة لتوليد هذه السلوكيات. إن الفهم الأفضل لمسارات الدودة والارتباط بين ديناميكيات الوضعية والمسارات في الفضاء يمكن أن يلقي الضوء بدوره على استراتيجيات حركة الدودة، واستراتيجيات الملاحة والبحث عن الطعام، وتفاعلها مع البيئة الفيزيائية وميكانيكاها الحيوية. سيتم اختيار موضوعات محددة من نطاق واختصاصات المشروع، ولكن سيتم تخصيصها بما يتناسب مع الاهتمامات والمهارات الفردية.
من المرجح أن يتضمن هذا المشروع أي مجموعة من:
- تحليل الأنظمة الديناميكية للديناميكيات الوضعية ثلاثية الأبعاد
- نمذجة الانتشار النشط والسباحة النشطة لـ C. elegans
- إنشاء واختبار النماذج الآلية و/أو الإحصائية لأنماط تنشيط العضلات المطلوبة لتوليد ديناميكيات الوضع الملحوظة بشكل ثلاثي الأبعاد (بما في ذلك مجموعة من أساليب التحسين والتعلم الآلي ومحاكاة النماذج الميكانيكية الحيوية).
الخلفية
تشكل هذه المنحة جزءًا من مشروع تعاوني ومتعدد التخصصات أكبر، والذي يضم حاليًا اثنين من الأكاديميين (توماس رانر ونيتا كوهين)، واثنين من زملاء ما بعد الدكتوراه وثلاثة طلاب دكتوراه. نحن ندرس الأساس الميكانيكي العصبي للسلوك في الدودة الخيطية C. ايليجانس . يجمع البحث بين التجارب البيولوجية والنمذجة الرياضية والحسابية للتحكم العصبي بالإضافة إلى التحقيقات في فيزياء الدودة وتفاعلها مع البيئة. نحن نسعى لتعيين ما يصل إلى أربعة مرشحين آخرين لدرجة الدكتوراه يركزون على الحركة التموجية لهذه الدودة: مشروع واحد حول الفهم الرياضي للطرق العددية للنماذج الميكانيكية الحيوية (مع توماس رانر)، وواحد حول نمذجة التحكم العصبي في الحركة (مع نيتا كوهين)، ومشروع تجريبي واحد، يجمع بين التجارب السلوكية والرؤية الآلية (مع نيتا كوهين)، وواحد لاستكشاف ديناميكيات سلوك الدودة (مع نيتا كوهين). يتم تصور جميع المشاريع ضمن هذا الإعداد متعدد التخصصات. ستنضم إلى مجموعة متعددة التخصصات وديناميكية وإبداعية داخل كلية الحاسبات بجامعة ليدز، مع علاقات وثيقة مع مركز ديناميكيات الموائع لتدريب الدكتوراه ومختبر الأمل ومختبر فان أوستن هاولي في كلية العلوم البيولوجية، حيث توجد مرافق تجريبية بيولوجية إضافية. نرحب بالاستفسارات غير الرسمية من جميع المرشحين المحتملين.
