Intra-body molecular communications: A theoretical study on synaptic multiple-access channel

Moleküler haberleşme, bilginin iletiminin ve alımının taşıyıcı moleküllerin kodlanmasıyla gerçekleştirildiği yenilikçi bir nano-ölçekli haberleşme yöntemidir. Gerçekte, insan vücudu da işlevselliği temel olarak nano-ölçekte moleküler haberleşmeye dayanan etkileşim halindeki nanomakinelerin, hücrelerin, oluşturduğu nanoağları içeren çok yapımlı ve büyük ölçekte bir haberleşme ağıdır. Bu tezde,insan vücudu içindeki önemli moleküler haberleşme kanalları için temel modelleri tanıtıp, sonrasında, bu kanal modellerine dayanarak genişletilmiş çoklu-uçlu moleküler ağları ele alıyoruz. Amacımız, vücut içindeki eksiksiz moleküler haberleşme mekanizmalarını öğrenerek yeni geliştirilen nanoağlar için pratik haberleşme teknikleri geliştirmektir. Ayrıca, bilgi ve haberleşme teknolojilerinden esinlenen devrim niteliğinde tanı ve tedavi tekniklerinin geliştirilmesinin yolunu açmaktır. Bu da gelecek-nesil nanotıp ve biyolojik-esinli moleküler haberleşme uygulamaları için umut vericidir. Bu çalışmada ayrıca, presinaptik girdi korelasyonunun rolü dahil edilerek çoklu-erişimli sinaptik haberleşme kanalı modellenmekte, ve sinaptik haberleşme başarımı analiz edilmektedir. Bu model kullanılarak, sinaptik uçlardaki ve bağlantılardaki anormalliklerle karakterize sağlık bozukluklarına ağırlık verilip, sinirsel hastalıklar ve sinaptik haberleşme problemleri arasındaki bağlantılar kurulabilmektedir. Bunlara ek olarak, çoklu-erişimli sinaptik haberleşme kanalındaki girişimi inceleyerek alıcı uçtaki iletim başarımı performansını analiz ediyoruz. Bunlara ilave olarak, bu çalışma, taşıyıcı-tabanlı moleküler nanoağlarda bilgi aktarım hızı ve gecikme başarımı ödünleşimlerinin araştırılmasını da kapsamaktadır. Haberleşme hızındaki artışı gözlemlemek amacıyla, yeni bir moleküler ağ kodlama yöntemi geliştirilmiş ve analiz edilmiştir.