Wie kommunizieren Zellen?

Zellen, Zellverbände und Organe tauschen Informationen auf ganz andere Art und Weise aus als unsere menschgemachten, technologischen Systeme. Die Kommunikationsprozesse der Natur passen sich zum Beispiel flexibler an, korrigieren Fehler eigenständig und sind auch weniger störanfällig. Wir wollen diese komplexen biologischen Systeme besser verstehen, denn sie könnten uns helfen, Zukunftstechnologien entscheidend voranzutreiben.

Ein Beispiel ist die „Schwarmintelligenz“, im technischen Bereich auch bekannt als „distributed computing“: Ein Kollektiv einfacher Einheiten entwickelt gemeinsam intelligente Entscheidungen und Reaktionen auf externe Signale – ohne einen übergeordneten Kontrolleur. Bekannte Beispiele hierfür sind das Gehirn, das aus einer Vielzahl miteinander kommunizierender Neuronen besteht, oder auch Bienenschwärme, die Informationen über Nahrungsquellen und Gefahren austauschen.

Übertragen auf technische Systeme wären nach diesem Prinzip künftig etwa selbstfahrende Autos denkbar, die sich absprechen, um Staus zu vermeiden oder Straßensperrungen zu umgehen. Um derartige Fortschritte zu ermöglichen, arbeiten das Forschungszentrum Jülich und das Karlsruher Institut für Technologie interdisziplinär zusammen. Gemeinsam analysieren die Wissenschaftler:innen die Kommunikation der Natur – chemisch, physikalisch und biologisch.

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