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Tkacik Group

Informationsverarbeitung in biologischen Systemen

Wie verarbeiten Netzwerke, die aus biologischen Komponenten bestehen – Neuronen, Signalmolekülen, Genen oder sogar kooperierenden Organismen – Information? Im Gegensatz zu technischen Systemen arbeiten biologische Netzwerke unter starken Beschränkungen aufgrund von Störungen, limitierter Energie oder Spezifizität, aber sie führen trotzdem ihre Funktionen verlässlich aus. Die Tkačik Gruppe verwendet Biophysik und Informationstheorie, um die Prinzipien und Mechanismen hinter diesem bemerkenswerten Phänomen zu verstehen.

Wie können sich Zellen in einem multizellulären Organismus reproduzierbar entscheiden, welches Gewebe sie werden sollen? Wie kooperieren Neuronen in der Retina, um visuelle Information am besten als neuronales Feuer zu kodieren? Wie begrenzt die Physik auf der mikroskopischen Ebene, die diktiert, wie jedes regulatorische Molekül mit jedem anderen interagiert, die regulatorischen Netzwerke, die heute in reellen Organismen beobachtet werden und wie können solche Netzwerke entstehen? Das sind manche der Fragen, mit denen sich die Tkačik Gruppe beschäftigt. Etwa die Hälfte ihrer Zeit widmet die Gruppe daten-getriebenen Projekten, die in enger Zusammenarbeit mit ExperimentalwissenschaftlerInnen durchgeführt werden. Die andere Hälfte widmet sie rein theoretischen Projekten. Ihr Ziel ist die Entwicklung theoretischer Ideen über die Funktion biologischer Netzwerke und ihre Verbindung mit hochpräzisen Daten.




Team

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Sofia Backlund

PhD Student

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Reka Borbely

PhD Student

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Céline Camila Coraly Bräutigam

PhD Student


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Heloisa Chiossi

Postdoc

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Athina Diakogianni

PhD Student


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Michal Hledik

PhD Student

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Ekaterina Maksimova

PhD Student

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Anuj Patel

PhD Student


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Tetiana Rabiichuk

PhD Student

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Simon Rella

PhD Student

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Julian Renaud

PhD Student


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Natalia Ruzickova

PhD Student

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Puzhen Xia

PhD Student

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Bahti Zakirov

PhD Student


Laufende Projekte

Visuelle Kodierung in der Retina | Genetische Regulation während der frühen Embryonalentwicklung | Kollektive Dynamik | Evolution der Genregulation


Publikationen

Nomura K, Rella S, Merritt H, Baltussen M, Bird D, Tjuka A, Falk D. 2024. Tipping points of space debris in low earth orbit. International Journal of the Commons. 18(1). View

Nardin M, Csicsvari JL, Tkačik G, Savin C. 2023. The structure of hippocampal CA1 interactions optimizes spatial coding across experience. The Journal of Neuroscience. 43(48), 8140–8156. View

Lombardi F, Herrmann HJ, Parrino L, Plenz D, Scarpetta S, Vaudano AE, De Arcangelis L, Shriki O. 2023. Beyond pulsed inhibition: Alpha oscillations modulate attenuation and amplification of neural activity in the awake resting state. Cell Reports. 42(10), 113162. View

Reinhardt M, Tkačik G, Ten Wolde PR. 2023. Path weight sampling: Exact Monte Carlo computation of the mutual information between stochastic trajectories. Physical Review X. 13(4), 041017. View

Scarpetta S, Morrisi N, Mutti C, Azzi N, Trippi I, Ciliento R, Apicella I, Messuti G, Angiolelli M, Lombardi F, Parrino L, Vaudano AE. 2023. Criticality of neuronal avalanches in human sleep and their relationship with sleep macro- and micro-architecture. iScience. 26(10), 107840. View

Zu Allen Publikationen

ReX-Link: Gasper Tkacik


Karriere

Seit 2017 Professor, Institute of Science and Technology Austria (ISTA)
2011 – 2016 Assistant Professor, Institute of Science and Technology Austria (ISTA)
2008 – 2010 Postdoc, University of Pennsylvania, Philadelphia, USA
2007 Postdoc, Princeton University, USA
2007 PhD, Princeton University, USA


Ausgewählte Auszeichnungen

2023 ERC Synergy Grant
2020 Ignaz L. Lieben Award (ÖAW)
2018 HFSP Grant
2012 HFSP Grant
2003 Burroughs-Wellcome Fellowship, Princeton University
2002 Golden Sign of the University of Ljubljana


Zusätzliche Informationen

Tkacik Group Website
Physics & Beyond at ISTA



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