Att undersöka komplexa biologiska system, såsom intracellulär metabolism, är ett forskningsområde som spänner över och kombinerar områden som cellulär fysiologi, biokemi och bioteknik. Medan den metaboliska fenotypen i mänskliga celler kan karakteriseras av många olika parametrar, är de viktigaste parametrarna, de flöden som styr den intracellulära ämnesomsättningen, även kallade metabola flödena. Dessa flöden beskriver hur ämnesomvandlingen sker i hela systemet och är mycket svåra att mäta i levande vävnad.
För närvarande är det forskning inom området metabol flödesanalys (MFA) som erbjuder den bästa lösningen för en kvantitativ bestämmelse av de metabola flödena. Metabol flödesanalys använder matematisk modellering för att bestämma de metabola flödena baserat på fördelningen av isotopa spårämnen som introducerats till systemet.
Tidigare har MFA-metoden huvudsakligen använts för att kartlägga metabolismen av enklare organism såsom E-coli och har endast i begränsad utsträckning använts för att utvärdera mer komplexa system, såsom den mänskliga metabolismen.
MFA kan användas för att bestämma flödeskonfigurationen för komplexa system, dock behöver modelleringsdelen av metoden utvecklas vidare. Således är målet för mitt projekt att utöka det befintliga modelleringsramverket för att utveckla en robust, pålitlig och realistisk metod för modellering av metaboliska flöden i mänskliga system. Vidare kommer kunskapen från dessa metabola modeller att kombineras med en mekanistisk förståelse för hjärnans aktivitet och blodflöde, som också erhållits genom matematisk modellering, för att få en helhetsförståelse för hur den mänskliga hjärnmetabolismen fungerar.
