期刊文献+

细胞丛状化分布对二维耦合体系尺度选择效应的影响 被引量:6

System size selected effects induced by clustering in two-dimensional coupled cell systems
原文传递
导出
摘要 采用随机模拟方法对体系的化学朗之万方程进行了数值模拟,考察了二维耦合细胞体系中,细胞的丛状化分布对于因内噪声作用而产生的尺度选择效应所带来的影响.研究发现,当体系处于Hopf分岔点附近时,由于耦合作用使得处于最佳状态的一定数目的细胞呈现丛状化聚集在一起,而这种丛状化分布的"团队精神"可以极大地提高体系的工作效率,表现为体系对外界刺激信号的响应能力(信噪比)达到极大值.同时还观察到,体系对外界刺激最为敏感时对应的最佳细胞丛尺度大小不随耦合强度的改变而变化,而体系输出信号的信噪比,随着耦合强度的增加有增大趋势.这些现象表明,细胞的丛状化分布将极大地增强细胞中钙离子信号对外界刺激的响应效果.生物体系本身可能具有这种特性,并利用它来改善和提高感受外界信息的能力.  Using stochastic simulation and chemical Langevin methods,we numerically investigated the influence of clustering of cells on the system size effects in two-dimensional coupled internal noisy cell systems.It was found that,when the system works near the Hopf bifurcation,the systems' cells assemble to a team in forming,a cell cluster.Interestingly,the teamwork in clustering may significantly raise the system's working efficiency,leading to the system obtaining the best performance under external stimulus.Furthermore,for different coupling intensities the optimal cluster size varies in robustness to external stimuli,but the signal-to-noise ratio(SNR)shows an increscent tendency with the coupling intensity increasing.These phenomena illustrate that clustering of cells may greatly enhance the sensitivity of Ca 2+ signal,by which the biologic systems would probably improve their capability to respond to external stimulation.
出处 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期6315-6320,共6页 Acta Physica Sinica
基金 安徽省高等学校省级自然科学研究重点项目(批准号:KJ2007A079) 安徽省高等学校青年教师资助计划项目(批准号:2007jql118) 安徽师范大学专项科研基金(批准号:2006xzx09)资助的课题.~~
关键词 内噪声 耦合体系 体系尺度选择效应 团队精神 internal noise,coupled systems,system size selected effects,teamwork
  • 相关文献

参考文献29

  • 1白永强,唐爱辉,王世强,朱星.单个心肌细胞内钙波的微观动力学研究[J].物理学报,2007,56(6):3607-3612. 被引量:4
  • 2Cornell-Bell A H,Finkbeiner S M,Cooper M S,Smith S J 1990 Science 247 470
  • 3Golovina V A,Blaustein M P 1997 Science 275 1643
  • 4Koninck P D,Schulman H 1998 Science 279 227
  • 5Dolmetsch R E,Xu K,Lewis R S 1998 Nature 392 933
  • 6Allen G J,Chu S P,Schumacher K,Shimazaki C T,Vafeados D,Kemper A,Hawke S D,Tallman G,Tsien R Y,Harper J F,Chory J,Schroeder J I 2000 Science 289 2338
  • 7Rozi A,Jia Y 2003 Biophys.Chem.106 193
  • 8Laer L,Kloppstech M,Schofl C,Sejnowski T J,Brabant G,Prank K 2001 Biophys.Chem.91 157
  • 9Perc M,Marhl M 2003 Phys.Lett.A 316 304
  • 10Li Q S,Wang P 2004 Chem.Phys.Lett.387 383

二级参考文献90

  • 1张季谦,侯中怀,辛厚文.肝细胞中环境噪声所诱导的双重随机共振[J].中国科学(B辑),2005,35(1):22-26. 被引量:9
  • 2于灵慧,房建成.混沌神经网络逆控制的同步及其在保密通信系统中的应用[J].物理学报,2005,54(9):4012-4018. 被引量:22
  • 3胡岗.随机力与非线形系统[M].上海科学教育出版社,1994..
  • 4Longtin A. 1993 .J Star Phys. 70 .309.
  • 5Massanes S R and Vicente C J P .1999 .Phys Rev. E 59. 4490.
  • 6Fitzhugh R .1962. Biological Engineering, edited by H P Schwann (McGraw-Hill, New york, 1962).
  • 7Nagumo J, Arimoto S and Yoshizawa S .1962. Pro. IRE 50. 2061.
  • 8Guckenheimer J and Holmes P 1983 Nonlinear Oscillations, Dynamical System and Bifurcation of Vector Fields (Springer-Verlag,Berlin ).
  • 9Gingl Z,Vajtai R and Kiss L B .2000. Chaos, Solitorts and Fractals 11. 1929.
  • 10Benzi R, Parisi G, Sutera A and Vulpiani V .1981.J Phys A 14.453.

共引文献50

同被引文献21

引证文献6

二级引证文献12

相关作者

内容加载中请稍等...

相关机构

内容加载中请稍等...

相关主题

内容加载中请稍等...

浏览历史

内容加载中请稍等...
;
使用帮助 返回顶部