Das Ziel dieses Verbundprojektes ist es, ein quantitatives Verständnis der Morphologie und des Wachstums serotonergischer Nervenfasern im Gehirn höherer Lebewesen zu erreichen. Die Arbeitsgruppe an der Universität Potsdam verfolgt das Ziel quantitative theoretische Modelle für die Axonenmorphologie aufzustellen, welche dem konzeptuellen Verständnis der gemessenen und simulierten Morphologien dienen. Die Arbeiten aller drei Gruppen des Verbundes sind stark miteinander verzahnt und basieren auf den komplementären Expertisen der Gruppen. Konkret geht es bei den Aufgaben in Potsdam um die Modellierung des Nervenfaserwachstums in höheren Dimensionen durch Polymermodelle basierend auf langreichweitig korrelierten stochastischen Prozessen, sogenannten fractional Brownian motion. Dabei steht in erster Linie die theoretische Formulierung der Wechselwirkung wachsender Fasern mit den harten Rändern der Umgebung (Hirnschale etc.) sowie des Verzweigens wachsender Fasern. Solche Formulierungen sind theoretisches Neuland. Weiterhin sollen sich örtlich und/oder zeitlich variierende Modellparameter eingebaut werden, welche z. B. Inhomogenitäten im Raum oder sich verändernde biochemische Umgebungen widerspiegeln sollen. Schließlich sollen Formulierungen entwickelt werden, um vom Wachstum einzelner Fasern zu einem Fasergewebe wechselwirkender Axonen zu kommen. Diese Formulierungen dienen als Input zu den Simulationen und zur Interpretation experimenteller Daten.