Modeling, analysis, and control of biological oscillators
| Promotie: | Dhr. H. Taghvafard |
| Wanneer: | 22 juni 2018 |
| Aanvang: | 14:30 |
| Promotors: | M. (Ming) Cao, Prof, prof. dr. ir. J.M.A. (Jacquelien) Scherpen |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Oscillaties in biologische systemen gemodelleerd
Het proefschrift van Hadi Taghvafard is gewijd aan de studie van oscillatoren, die een ritmisch patroon laten zien. In het bijzonder houdt hij zich bezig met modellering, analyse en regeling van biologische oscillatoren. Zijn werk is verdeeld in twee delen, het eerste deel richt zich op de toepassing van de controletheorie op endocrinologie, deel twee gaat in op de toepassing van dynamische systemen op de microbiologie.
In zijn studie naar de endocrinologie ontwikkelt Taghvafard drie wiskundige modellen van endocriene regulatie. Het eerste model beschrijft de dagelijkse patronen van de cortisolspiegel. Via een analytische aanpak ontwerpt hij een controller om de timing en amplitude van secretoire gebeurtenissen te identificeren, waarbij de bloedcortisolspiegels beperkt zijn tot een specifiek circadiaans bereik.
Het tweede model beschrijft in het algemeen de controlemechanismen in de hypothalamus-hypofyse-as, gecontroleerd door de hersenen. Voor dit model, dat een uitbreiding is van de conventionele Goodwin oscillator met een extra niet-lineaire feedback, stelt Taghvafard de relatie vast tussen lokaal gedrag op het evenwichtspunt en het globale gedrag van het systeem.
Het laatste model beschrijft de pulsatieve secretie van de hypothalamus-hypofyse-as. Dit model, verkregen uit een impulsieve versie van de Goodwin oscillator, heeft een bijkomende feedback. Voor dit model presenteert Taghvafard de voorwaarden voor het bestaan, de uniciteit en de positiviteit van een type periodieke oplossing.
In het tweede deel van zijn onderzoek, gericht op de microbiologie, bestudeert Taghvafard een biochemisch oscillatormodel (bekend als "Frzilator"), dat de overgangsfase van sociaal gedrag van myxobacteriën beschrijft, een soort bodembacterie. Dit deel bestudeert de Frzilator vanuit twee verschillende perspectieven, namelijk reguliere verstoring en geometrische singuliere verstoring.
Het promotieonderzoek van Hadi Taghvafard vond plaats bij de afdeling Discrete Technologie en Productie Automatisering van het ENgineering and TEchnology institute Groningen (ENTEG), met financiering via de European Research Council.