Biologie in 4D

Ob mathematische Prozesse, physikalische Phänomene oder biologische Vorgänge: Grafische Modelle wie dieses können Forschenden helfen, komplexe Abläufe besser zu verstehen. Hier zu sehen ist eine interaktive Visualisierung, die Zusammenhänge mehrerer Variablen aus einem Differenzialgleichungssystem sichtbar macht. Sie wurde erstellt, um biologische Abläufe zu modellieren. So können unter anderem die Phasen einer bipolaren Störung gezeigt werden.

„Bei so komplexen Themen können grafische Modelle sehr wertvoll sein, da sich an ihnen meistens viel schneller Muster erkennen lassen als beim Durchsehen riesiger Tabellen, in denen die numerischen Lösungen notiert sind“, erklärt Marwin Schindler, Masterstudent im Fach Visual Computing an der Technischen Universität Wien, der die Grafik erstellt hat. Dafür hat er mehrere Kurven mit ähnlichen Startpositionen zu einer Fläche vernetzt und diese gerendert. Aufgrund von Lösungsmengen mit über einer Million Elementen waren insbesondere die Projektion und die an Rauch erinnernde Färbung dieser Flächen rechnerisch sehr aufwendig.

Für die Erforschung von biologischen Prozessen und Krankheiten bietet die Arbeit wichtige neue Einblicke, in dieser Illustration im Speziellen zu den Übergängen zwischen manischen und depressiven Phasen.