Programm für Wintersemester 2011/12

Donnerstag, 10. November 2011, 19h
Peter Csermely (Budapest)
Krisenbewältigung und „schwache Verbindungen“: Was können wir von biologischen Netzwerken lernen? (Vortrag in englischer Sprache)
!!! Der Vortrag findet im Institut der Complex System Research Group an der Medizinischen Universität statt: Wien 9, Spitalgasse 23, Bauteil 88, 2. Stock (Lageplan) !!!

Ausgehend von Beispielen wie dem der Krisenbewältigungsstrategien von Hefezellen wird dieser Vortrag die Möglichkeiten komplexer, aber nicht nur biologischer Netzwerke thematisieren, auf Störungen und kritische Umweltveränderungen zu reagieren. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Funktion inter-modularer Verbindungen, die verschiedene Netzwerkteile im Vergleich zu den „stärkeren“ intra-modularen Bindungen eher „schwach“, aber dafür global verbinden, auf der Funktion so genannter „weak links“ also. Die Struktur der Protein-Protein-Interaktionsnetzwerke der Hefezelle zeigt zum Beispiel, dass diese „schwachen Verbindungen“ bei Stress schnell gelöst werden und damit der Zelle erlauben, unterschiedliche Adaptionsstrategien zu erkunden. Den „schwachen Verbindungen“ kommt damit die Funktion „kreativer Elemente“ zu, die mit steigender Komplexität des Systems an Relevanz gewinnen und sich damit als generelle Überlebens- und Krisenbewältigungsmittel darstellen.

(Für mehr Details siehe: Vortragstitel und Abstract auf Englisch)

Donnerstag, 24. November 2011, 19h
Eva Buchinger / Michael Barber (Wien)
Luhmann angewandt: Kontingenz, Erwartung und Lernen in konzeptueller (und mathematischer) Modellierung

Ort: Institut für Wissenschaft und Kunst (IWK), 9. Berggasse 17

Der Nutzen und die Anwendbarkeit des Autopoiese-Konzeptes der Theorie sozialer Systeme von Niklas Luhmann wird immer wieder in Frage gestellt. In diesem Vortrag sollen die Grenzen und Möglichkeiten der Anwendbarkeit dieses Konzeptes („Luhmann Applied“) diskutiert werden. Dies geschieht anhand von Modell-Beispielen entlang des Themas „Lernen“. Einleitend wird das Autopoiese-Konzept mit seinen Konstituenten „Selbstreferenz & Fremdreferenz“ und „Erwartungs-Erwartungen“ dargestellt.

Donnerstag, 1. 12. 2011, 19h
Rudolf Hanel (Wien)
Genetische Regulationsnetzwerke – Ein einfaches Modell zwischen Nützlichkeit und Adäquanz

Ort: Institut für Wissenschaft und Kunst (IWK), 9. Berggasse 17

Biologie und Medizin stehen vor zunehmend komplexen Herausforderungen, die ohne adäquate quantitative Beschreibungen der intra/inter-zellulären regulativen Mechanismen und deren systemischen Eigenschaften nicht zu meistern sind. Quantitative Modelle müssen dabei einen schmalen Pfad zwischen empirischer Nützlichkeit und systemischer Adäquanz finden, um einerseits die Extraktion regulativer Strukturen aus experimentellen Daten zu erlauben, andererseits systemische Reaktionen auf variable Randbedingungen adäquat zu beschreiben. Letzteres umfasst „selbstorganisiert stabile Dynamiken“, „Differenzierbarkeit“ (die Fähigkeit ein und desselben Systems, in verschiedenen Modi zu operieren) und „alternierende Aktivitäten“ biochemischer Agenten.

Ein gewisser Typ „stückweise linearer Modelle“ besitzt all diese gewünschten Eigenschaften und bietet sich daher zur systematischen Analyse der fundamental nicht-linearen Landschaft genetischer Regulationsmechanismen an. Dieser Modelltyp verdeutlicht dabei auch die Relevanz der häufig vernachlässigten Variabilität von „decay rates“ biochemischer Agenten (e.g. mRNA, Proteine) und deren Kontrolle (e.g. Ubiquitin) für das systemische Verständnis von Zelldifferentiation.

Donnerstag 19. 1. 2012, 19h (Wien)
Konrad Mönks
Emergenz und Evolution in der Biologie: eine Philosophische Perspektive.

Ort: Institut für Wissenschaft und Kunst (IWK), 9. Berggasse 17

Die Theorie natürlicher Selektion kann zu Recht als die umfassendste Theorie bezeichnet werden, die die moderne Biologie zu bieten hat. Um so wichtiger ist es zu verstehen, welche Aspekte des Lebens (im biologischen Sinne) und der Evolution natürliche Selektion erklären kann bzw. soll und welche nicht. Insbesondere das immer wiederkehrende Phänomen der Emergenz, d.h. die selbständige Entstehung funktionaler Einheiten, scheint durch natürliche Selektion alleine nur unzureichend erklärt.

Um das Verhältnis von Emergenz und Evolution zu konkretisieren werden einige ausgewählte Diskussionen aus der Philosophie der Biologie aufgegriffen. Zentrale Themenkomplexe sind dabei die „level of selection“-Debatte,  der Adaptionismus und das Problem der Modularität. Grundsätzlich steht hierbei weniger die Diskussion möglicher Lösungen im Vordergrund als vielmehr der Versuch zu einer klaren Beschreibung des Problems zu gelangen.

Biographien:

Peter Csermely, Biochemiker und Netzwerkforscher, Prof. für Biochemie an der Semmelweis Universität in Budapest, Mitglied der ungarischen Akademie der Wissenschaften und des Weisenrates des ungarischen Präsidenten, Forschungsbereiche: molekulare Chaperons, Stress, Alterung, Netzwerke; Zahlreiche internationale Publikationen, Bücher u.a.: Weak Links (2006, Paperback: 2009), http://www.linkgroup.hu/petercsermely.php

Rudolf Hanel, Physiker und Komplexitätsforscher, Mitarbeiter in der Complex System Research Group der Medizinischen Universität Wien, Zahlreiche Publikationen im Spektrum von statistischer und theoretischer Physik über medizinische Abbildungsverfahren bis hin zu Robotics und zur Evolution komplexer Systeme, Interessensbereiche: Nicht-Gleichgewichtsprozesse und ihre thermodynamischen Eigenschaften, Phasenübergänge und „Tipping Point“-Phänomene, zB. in Phasen „kreativer Zerstörung“ in der Evolution komplexer Nicht-Gleichgewichts-Systeme. http://www.complex-systems.meduniwien.ac.at/people/rhanel/

Eva Buchinger, Researcher und Projektleiterin im “Foresight & Policy Development Department” des Austrian Institute of Technology (AIT). Sie studierte Philosophie, Geschichte und Soziologie an der Universität Wien und beschäftigt sich als graduierte Soziologin seit 1986 mit dem Thema Innovation. Ihre Forschung konzentriert sich auf ökonomische, ökologische und soziale Aspekte der Steuerung technischer Entwicklung auf betrieblicher und gesamtgesellschaftlicher Ebene. Den theoretischen Hintergrund bilden dabei die Theorie sozialer Systeme und die Evolutionäre Ökonomie. Gegenwärtig leitet sie Projekte zu „Innovation und Nachhaltigkeit: Untersuchung der Auswirkungen der Kyoto Instrumente auf Innovation in Österreich“ und zu „Innovationsfördernde öffentliche Beschaffung: Strategien und Handlungsoptionen anhand der Beispiele Energie und Verkehr“. http://www.soqua.net/start.asp?ID=222

Michael Barber ist ausgebildeter Physiker (B.S. an der Michigan Technological University und Ph.D. an der Washington University). Einer seiner Schwerpunkte während des Studiums war die Untersuchung und Analyse von neuronalen Netzwerken (Titel der Dissertation: Studies in Neural Networks: Neural Belief Networks and Synapse Elimination). Michael Barber ist seit 2006 Wissenschaftler im Foresight & Policy Development Department des Austrian Institute of Technology (AIT). Davor war er Gastwissenschaftler am Zentrum für Mathematische Wissenschaften an der Universität Madeira und postdoctoral member des Graduiertenkolleg Azentrische Kristalle am Institut für theoretische Physik der Universität zu Köln. Seine aktuellen Forschungssinteressen umfassen Methoden der statistischen Physik, komplexe Systeme, machine learning und Struktur und Funktion von Netzwerksystemen.

Konrad Mönks, MMag., wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Emergentec Biodevelopment, Studium der Biologie, Computerwissenschaften, Linguistik und Philosophie an der Technischen Universität und der Universität Wien, Forschungsinteressen: biologische Netzwerke, biologische Einheiten und deren Epistemologie.

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