Linear and Non-linear Memory in Biology and Geoscience: Prediction and Risk Management

• Applicant: Professor Dr. Armin Bunde
• Subject Area: Statistical Physics, Nonlinear Dynamics, Complex Systems, Soft and Fluid Matter, Biological Physics
• Term: from 2011 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 203097191

Das Ziel des interdisziplinären Forschungsprojektes ist, ein besseres Verständnis von temporärem und strukturellem Clustern in (i) physiologischen Reihen, (ii) biologischen Strukturen (DNA und Proteine) und (iii) klimatischen Zeitreihen (Abflussreihen und Niederschläge), in denen lineare und nicht-lineare Korrelationen auftreten, zu erhalten und dies zur Risikoabschätzung zu benutzen. Die uns interessierenden Größen sind verknüpft mit den Wiederkehrintervallen zwischen geeignet definierten Ereignissen. In den physiologischen Reihen sind die Ereignisse Anomalien, beispielsweise Arrythmien im Herzrhythmus. In der Primärstruktur von DNA und Proteinen sind die (verschiedenen) Ereignisse die (verschiedenen) Nukleotide und Aminosäuren, und in den Klimareihen sind die Ereignisse tägliche Niederschläge oder Abflüsse oberhalb einer gewissen (aber variablen) Schwelle. Wir wollen die Gesetzmäßigkeiten herausfinden, welche die Anordnung und die Verteilung der Wiederkehrzeiten bestimmen und wie diese von wesentlichen Details (in (i) dem klinischen Status des Patienten, in (ii) den verschiedenen Nukleotiden und Aminosäuren sowie der Funktion der Proteine und in (iii) den verschiedenen geographischen und klimatischen Gegebenheiten) abhängen.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Russia
• Partner Organisation: Russian Foundation for Basic Research
• Participating Person: Dr. Mikhail Bogachev