Erregungswellen, die durch die Kopplung autokatalytischer Reaktionen mit Diffusionsprozessen hervorgerufen werden, spielen in biologischen und physikalisch-chemischen Systemen eine bedeutende Rolle. Die Belousov-Zhabotinsky-Reaktion eignet sich als chemisches Labormodell zur Erzeugung und Beobachtung solcher Wellen, und  kreisende Spiralwellen in dünnen, quasi zweidimensionalen Schichten dieser Reaktion gehören zu den am häufigsten untersuchten sich selbst organisierenden Strukturen.

In drei Dimensionen begegnen wir einer weitaus grösseren Vielfalt solch dynamischer Strukturen, insbesondere Scroll-Wellen, welche durch Phasensingularitäten in Form von eindimensionalen Kurven (Filamenten) organisiert werden. Längs eines Filaments findet üblicherweise Synchronisation  der räumlich verteilten Oszillationen statt.

Auf der Grundlage tomographischer Messungen wird gezeigt, dass bei Auftreten von Gradienten eine Desynchronisation auftreten kann, die den Zerfall der Scroll-Welle zur Folge hat. Dieser in numerischen Simulationen bestätigte Befund lässt sich auf bestimmte Wachstumsphasen in einem morphogenetischen Prozess übertragen. Darüber hinaus wird die Wechselwirkung zwischen mehreren Filamenten betrachtet, und mögliche Implikationen für biologische Systeme, beispielsweise die Herzmuskelerregung, werden diskutiert.