Sat . 19 Dec 2019

Агентная мадэль у біялогіі

Агентныя мадэлі маюць мноства прыкладанняў у біялогіі, у першую чаргу дзякуючы асаблівасцям метаду мадэлявання Агентнае мадэляванне - гэта методыка вылічальнага мадэлявання, заснаваная на правілах, якая засяроджана на правілах і ўзаемадзеяннях паміж асобнымі кампанентамі альбо агентамі сістэмы [1 ] Мэтай гэтага метаду мадэлявання з'яўляецца фарміраванне сукупнасці цікавых кампанентаў сістэмы і імітацыя іх узаемадзеяння ў віртуальным свеце. Агентныя мадэлі пачынаюцца з правіл паводзін і імкнуцца аднавіць пры дапамозе вылічальнай інстанцыі гэтых правіл паводзін, якія назіраюцца ўзоры. паводзін [1] Некалькі характарыстык мадэляў на аснове агентаў, важных для біялагічных даследаванняў, ўключаюць:
Модульная структура: Паводзіны на аснове агента мадэлі вызначаюцца правіламі яе агентаў. Існуючыя правілы агента могуць быць зменены ці новыя агенты могуць быць дададзены без змены ўсёй мадэлі
Экстранныя ўласцівасці: Праз выкарыстанне асобных агентаў, якія лакальна ўзаемадзейнічаюць з правілы паводзін, на аснове агентаў мадэляў прыводзяць да сінэргіі, якая вядзе да цэлага больш высокага ўзроўню са значна больш заблытанымі паводзінамі, чым у кожнага асобнага агента [2]. Абстракцыя: альбо выключаючы неістотныя дэталі, альбо калі падрабязнасці не з'яўляюцца даступныя, на аснове агентаў мадэлі могуць быць пабудаваны пры адсутнасці поўных ведаў аб вывучаемай сістэме. Гэта дазваляе мадэлі быць максімальна простым і правераным. [1]
Стахастычнасць: біялагічныя сістэмы праяўляюць паводзіны, якое, здаецца, выпадкова верагоднасць таго ці іншага паводзін можа быць вызначана для сістэмы ў цэлым, а затым перавесці ў правілы для асобных агентаў [1]
Перад тым, як будзе распрацавана мадэль на аснове агента, неабходна выбраць адпаведнае праграмнае забеспячэнне або інструмент для мадэлявання выкарыстоўваецца Мадэй і Мікалай. У іх артыкуле "Інструменты гандлю: агляд розных платформаў мадэлявання на аснове агентаў" прадстаўлены шырокі спіс інструментарыяў "[3]. У дакуменце ставіцца задача даць карыстальнікам спосаб выбару падыходнага інструментарыя вывучыўшы пяць характарыстык па ўсім спектры набораў інструментаў: мову праграмавання, неабходную для стварэння мадэлі, неабходную аперацыйную сістэму, наяўнасць падтрымкі карыстальніка, тып ліцэнзіі на праграмнае забеспячэнне і прызначаны дамен інструментарыяў. Некаторыя з найбольш часта выкарыстоўваюцца інструментарыяў ўключаюць Swarm, [ 4] NetLogo, RePast і Mason [5] Ніжэй прыведзены рэзюмэ некалькіх артыкулаў, якія апісваюць мадэлі на аснове агентаў, якія былі выкарыстаны ў біялагічных даследаваннях. Рэзюмэ забяспечыць апісанне праблемнай прасторы, агляд мадэлі на аснове агента і Удзел агентаў, і кароткае абмеркаванне вынікаў мадэлі - Змест - 1 Навалы лясных насякомых - 2 інвазівных выгляду - 3 Дынаміка папуляцыі тля - 4, дынаміка папуляцыі вадаёмаў - 5 Сукупнасць бактэрый на фарміраванне біяпленкі - 6 узбагачэння ствалавых клетак пасля апрамянення ў перыяд палавога паспявання - 7 Глядзіце таксама: 8 Спасылкі
Заражэнне лясных насякомых
У артыкуле пад назвай "Вывучэнне практыкі кіравання лесам З выкарыстаннем на аснове агента мадэлі заражэння ляснымі казуркамі "распрацавана мадэль на аснове агента, якая імітуе паводзіны жукоў-горкі, Dendroctonus ponderosae, MPB, каб ацаніць, як розныя палітыкі нарыхтоўкі ўплываюць на прасторавыя характарыстыкі лесу і прасторавае распаўсюджванне. З часам заражэння MPB [6] Каля дзвюх трацін зямлі ў Брытанскай Калумбіі, Канада, пакрыта лясамі, якія пастаянна змяняюцца прыроднымі парушэннямі, такімі як пажар, хваробы і заражэнне насякомымі. Лясныя рэсурсы складаюць прыблізна 15% эканоміка правінцыі, таму заражэнне, выкліканае насякомымі, такімі як MPB, можа аказаць істотнае ўздзеянне на эканоміку. Успышкі МПБ лічацца галоўным прыродным парушэннем, якое можа прывесці да шырокай смяротнасці сасновага дрэва-ложы, аднаго з самых распаўсюджаных камерцыйных відаў дрэў у Выбухі казурак Брытанскай Калумбіі прывялі да гібелі дрэў на плошчах у некалькі тысяч квадратных кіламетраў Агентная мадэль, распрацаваная для гэтага даследавання, была распрацавана для мадэлявання паводзін MPB для таго, каб ацаніць, як практыка кіравання ўплывае на прасторавае размеркаванне і структуру папуляцыі насякомых і іх перавагі для атакаваных і забітых дрэў. адсутнасць кіравання, 2 санітарнага ўраджаю і 3 выратавальныя ўраджаі У гэтай мадэлі агент "Жук" прадстаўляў паводзіны MPB; Сасновы агент прадстаўляў лясное асяроддзе і развіццё здароўя дрэў; Агент па кіраванні лясамі прадстаўляў розныя стратэгіі кіравання. Агент "Жук" выконвае шэраг правілаў, каб вырашыць, куды ляцець у лес, і выбраць здаровае дрэва для нападу, корму і размнажэння. MPB звычайна забівае гаспадары дрэў у прыродным асяроддзі для таго, каб каб паспяхова размножваць лічынкі жука, якія сілкуюцца ўнутранай карой спелых дрэў гаспадара, у канчатковым выніку забіваюць іх. Каб жукі размножваліся, гаспадарскае дрэва павінна быць досыць вялікім і мець тоўстую ўнутраную кару. Ўспышкі MPB заканчваюцца, калі запас ежы памяншаецца адзначаем, што для падтрымання папуляцыі не хапае альбо калі кліматычныя ўмовы становяцца неспрыяльнымі для жука. Агент сасны імітуе супраціў дрэва гаспадара, у прыватнасці сасновага дрэва Лоджполе, і адсочвае стан і атрыбуты кожнага дрэвастою. пры нападзе MPB колькасць жукоў на дрэве дасягае магутнасці дрэва гаспадара. Калі гэтая кропка будзе дасягнута, жукі выпусцяць хімічную рэчыву ў прамыя жукі для нападу на іншыя дрэвы Агент хвоі мадэлюе такія паводзіны, разлічваючы шчыльнасць папуляцыі жукоў на дрэвастоях і перадае інфармацыю агентам Жукоў. Агентам па лясной гаспадарцы быў выкарыстаны на ўзроўні стэндаў для мадэлявання дзвюх распаўсюджаных лесакультурных практык санацыі і выратавання, бо а таксама стратэгія, дзе не было выкарыстана ніякая практыка гаспадарання. Згодна са стратэгіяй санітарнага збору ўраджаю, калі на падстаўцы ўзровень заражэння перавышае ўстаноўлены парог, падстаўку выдаляюць, як і любую здаровую падстаўку, калі сярэдні памер дрэў перавышае набор Парог Для стратэгіі выратавання ўраджаю стэнд здымаецца, нават калі ён не падвяргаецца нападу MPB, калі загадзя вызначаная колькасць суседніх стэндаў знаходзіцца пад атакай MPB
Даследаванне лічыцца лясістым раёнам у Паўночна-Цэнтральнай ўнутранай частцы Брытанскай Калумбіі. прыблізна 560 гектараў. Плошча складалася галоўным чынам з сасны лоджпольскай з меншымі прапорцыямі піхты дугласа і белай елкі. вечар часу, кожны крок, які ўяўляе сабой адзін год. Для кожнай разгледжанай стратэгіі кіравання лесам было праведзена трыццаць пратаколаў мадэлявання. Вынікі мадэлявання паказалі, што, калі не была выкарыстана ніякая стратэгія кіравання, адбылася самая высокая агульная заражанасць MPB. Вынікі таксама паказалі, што выратаванне лясной гаспадаркі методыка прывяла да 25% -нага скарачэння колькасці лясных нітак, забітых МПБ, у адрозненне ад скарачэння на 19% стратэгіяй выратавання лясоў. Такім чынам, вынікі паказваюць, што мадэль можа быць выкарыстана ў якасці інструмента пабудовы кіравання лесам. палітыка
Інвазівные віды
Інвазівные віды ставяцца да «нерадзімых» раслін і жывёл, якія негатыўна ўплываюць на навакольнае асяроддзе, у якое яны ўваходзяць. Увядзенне інвазівных відаў можа мець экалагічныя, эканамічныя і экалагічныя наступствы У артыкуле пад назвай «Агент- На аснове мадэлі аховы межаў для кіравання інвазіўнымі відамі ", прадстаўлена мадэль на аснове агента, распрацаваная для ацэнкі ўздзеяння rt-спецыфічныя і імпартныя рэжымы прымусовага прымянення для дадзенага сельскагаспадарчага тавару, які ўяўляе небяспеку для інвазівных відаў. У канчатковым выніку мэтай даследавання было палепшыць размеркаванне рэсурсных сродкаў і забяспечыць інструментам для вырашэння палітыкі адказ на далейшыя пытанні, якія тычацца выканання межаў і рызыка інвазівных відаў
У аснове мадэлі агента, распрацаванай для даследавання, разглядаюцца тры тыпы узбуджальнікаў: інвазівные віды, імпарцёры і памежныя органы [7] У гэтай мадэлі інвазівные віды могуць рэагаваць толькі на сваё асяроддзе, а імпарцёры і памежныя органы могуць самастойна прымаць рашэнні, абапіраючыся на ўласныя мэты і задачы. Інвазіўны выгляд мае магчымасць вызначыць, ці быў ён выпушчаны ў зоне, якая змяшчае мэтавы ўраджай, і распаўсюджвацца на сумежныя ўчасткі мэтавай культуры. мадэль ўключае ў сябе прасторавыя карты верагоднасці, якія выкарыстоўваюцца для высвятлення таго, ці стане інвазівным выгляд. Даследаванне накіравана на пастаўкі бел вокалі з Мексікі ў Каліфорнію праз парты ўезда Калексіка, Каліфорнія і Отай-Меса, Каліфорнія. Выбраны інвазіўны выгляд, які выклікае непакойства, быў крыжакветны блышыны філатрэта крыжакветны Каліфорнія, безумоўна, з'яўляецца найбуйнейшым вытворцам брокалі ў Злучаных Штатах. Уплыў інвазівных відаў праз выбраныя парты ўезду істотны. У мадэль таксама ўваходзіць функцыя прасторава выяўленых пашкоджанняў, якая выкарыстоўваецца для мадэлявання шкоды ад інвазівных відаў рэалістычным чынам. Мадэляванне на аснове агента дае магчымасць аналізаваць паводзіны гетэрагенных суб'ектаў, таму былі разгледжаны тры розныя тыпы імпарцёраў, якія адрозніваліся высокім, сярэднім і нізкім узроўнем заражэння таварам, выбарам папярэдняй апрацоўкі і коштам транспарціроўкі ў парты. Мадэль дала прагнозы па стаўках агляду для кожнага порта ўезду і імпарцёра і вызначала узровень паспяховасці інспекцыі памежнага агента не толькі для кожнага порта і імпарцёра, але і таксама для кожнага патэнцыяльнага ўзроўню папярэдняй апрацоўкі адсутнічае папярэдняя апрацоўка, узровень першы, другі ўзровень і трэці ўзровень
Мадэль была рэалізавана і запушчана ў NetLogo, версія 315 Прасторавая інфармацыя пра месцазнаходжанне партоў уезду, асноўных магістраляў і транспартных маршрутаў. быў уключаны ў аналіз, а таксама карта каліфарнійскіх культур брокалі з пластамі інвазівных відаў, верагоднасць усталявання карт BehaviorSpace, [8], праграмнае забеспячэнне, інтэграванае з NetLogo, было выкарыстана для праверкі эфектаў розных параметраў, напрыклад, кошт адгрузкі, кошт папярэдняй апрацоўкі. мадэль У сярэднім разлічваецца 100 ітэрацый на кожным узроўні выкарыстоўванага параметра, дзе ітэрацыя ўяўляла сабой гадавы перыяд працы. Вынікі мадэлі паказалі, што па меры павелічэння намаганняў інспектараў павялічваецца належная асцярожнасць альбо папярэдняя апрацоўка пастаўкі, а агульная грашовая страта ўраджаю Каліфорніі памяншаецца. Мадэль паказала, што імпарцёры рэагуюць на павелічэнне інспекцыйных намаганняў рознымі спосабамі. Некаторыя імпарцёры рэагуюць павышаецца хуткасць праверкі за кошт павелічэння намаганняў па папярэдняй апрацоўцы, у той час як іншыя вырашылі пазбегнуць дастаўкі ў пэўны порт або пакупкі для іншага порта Важным вынікам вынікаў мадэлі з'яўляецца тое, што ён можа паказваць і даваць рэкамендацыі палітыкам адносна пункту, у якім імпарцёры можа пачацца пакупкі партоў, напрыклад, хуткасць інспекцыі, з якой уводзяцца гандлёвыя маркі порта, і імпарцёры, звязаныя з пэўным узроўнем небяспекі шкоднікаў, або кошт транспарціроўкі, верагодна, унясуць гэтыя змены. Яшчэ адным цікавым вынікам мадэлі з'яўляецца тое, што калі інспектараў не было атрымалася навучыцца рэагаваць на імпарцёра з раней заражанымі адгрузкамі, пашкоджанне ўраджаю каліфарнійскай брокалі ацэньвалася ў 150 мільёнаў долараў. Аднак, калі інспектарам удалося павялічыць інспекцыйныя стаўкі імпарцёраў пры папярэдніх парушэннях, шкода ўраджаям каліфарнійскай брокалі скарацілася прыблізна 12% Мадэль прадугледжвае механізм прагназавання ўкаранення інвазівных відаў з сельскагаспадарчых i Морты і іх верагоднае пашкоджанне Не менш важная мадэль забяспечвае палітыкаў і органаў памежнага кантролю інструментам, які можа быць выкарыстаны для вызначэння найлепшага размеркавання рэвізійных рэсурсаў. Дынаміка папуляцыі тля - У артыкуле пад назвай "Дынаміка папуляцыі тлей" у сельскагаспадарчых ландшафтах: мадэляваная мадэль на аснове агента ", прадстаўленая на аснове агента мадэль для вывучэння дынамікі папуляцыі чарна-аўсянай тлі, Rhopalosiphum padi L [9] Даследаванне праводзілася ў пяці квадратных кіламетрах на поўнач Ёркшыр, акруга, размешчаная ў Ёркшырскім і Англійскім рэгіёнах Хамбер. Метод мадэлявання на аснове агентаў быў абраны з-за яго арыентацыі на паводзіны асобных агентаў, а не насельніцтва ў цэлым. Аўтары прапануюць традыцыйныя мадэлі, арыентаваныя на насельніцтва. у цэлым не прымаюць пад увагу складанасць адначасовых узаемадзеянняў у экасістэмах, такіх як размнажэнне і канкурэнцыя за рэсурсы, якія могуць мець значную i уплыў на тэндэнцыі насельніцтва Агентны падыход да мадэлявання таксама дазваляе мадэлярам ствараць больш агульныя і модульныя мадэлі, якія больш гнуткія і зручныя ў абслугоўванні, чым падыходы мадэлявання, арыентаваныя на насельніцтва ў цэлым. Іншыя прапанаваныя перавагі мадэляў на аснове агента ўключаюць рэалістычнае прадстаўленне з'ява, якое ўяўляе цікавасць у выніку ўзаемадзеяння групы аўтаномных агентаў, а таксама магчымасці інтэграцыі колькасных зменных, дыферэнцыяльных раўнанняў і паводзін, заснаваных на правілах, у тую ж мадэль
Мадэль была рэалізавана ў інструментарыю мадэлявання Repast з выкарыстаннем JAVA мова праграмавання Мадэль працуе ў штодзённых кроках і арыентуецца на асенні і зімовы сезоны. Уваходныя дадзеныя для мадэлі ўключаюць у сябе дадзеныя аб асяроддзі пражывання, мінімальны дзень, максімум і сярэднюю тэмпературу, хуткасць і кірунак ветру. Для агентаў тля, узрост, становішча, і марфалогія алатаў або птушак лічылася Узрост вар'іруецца ад 000 да 200, прычым 100 з'яўляецца кропкай, у якой агент становіцца аб'явай Размнажэнне ўзбуджальнікамі тлушчу залежыць ад узросту, марфалогіі і мінімальных дзённых, максімальных і сярэдніх тэмператур Пасля таго, як німфы вылупляюцца, яны застаюцца ў тым жа месцы, што і іх бацькі. Марфалогія німф звязана з шчыльнасцю насельніцтва і якасцю пажыўных рэчываў. Крыніца харчавання тлей Таксама разглядаецца смяротнасць сярод агентаў тля, якая залежыць ад узросту, тэмпературы і якасці асяроддзя пражывання. Хуткасць, з якой узрост агента тля вызначаецца сутачным мінімумам, максімальнай і сярэдняй тэмпературай. узбуджальнікі тля працякаюць у дзве асобныя фазы: міграцыйная і кармавая фазы, якія абодва ўплываюць на агульны размеркаванне папуляцыі. Даследаванне пачалося з мадэлявання з першапачатковай папуляцыі ў 10000 алатных тлей, размеркаваных па сетцы 25 Вынікі мадэлявання клетак паказалі, што былі два асноўныя пікі насельніцтва: першы ў пачатку восені з-за прытоку пажылых імігрантаў і другі з-за паніжэння тэмпературы ў канцы года і недахопу імігрантаў У канчатковым выніку мэта даследчыкаў адаптаваць гэтую мадэль для імітацыі больш шырокіх экасістэм і тыпаў жывёл.
Водная дынаміка насельніцтва
У артыкуле пад назвай "Даследаванне мульты- Агентныя сістэмы ў мадэляванні дынамікі папуляцыі водных вод "прапануецца мадэль вывучэння дынамікі папуляцыі двух відаў макрафітаў [10]. Водныя расліны гуляюць жыццёва важную ролю ў экасістэмах, у якіх яны жывуць, бо могуць забяспечыць прытулак і ежу для іншых водных арганізмаў. Аднак яны могуць таксама аказаць шкоднае ўздзеянне, напрыклад, празмерны рост нерадзімых раслін або эўтрафікацыя азёр, у якіх яны жывуць, што прыводзіць да анаксічных умоў. Улічваючы гэтыя магчымасці, важна зразумець, як навакольнае асяроддзе і іншыя арганізмы ўплываюць на рост гэтыя водныя расліны дазваляюць змякчыць альбо прадухіліць гэтыя шкодныя ўздзеяння - Potamogeton pectinatus - адзін з узбуджальнікаў водных раслін у мадэлі. Гэта штогадовы рост ы расліна, якое паглынае пажыўныя рэчывы з глебы і размнажаецца праз каранёвыя клубні і карэнішчы. На размнажэнне расліны не ўплывае струмень вады, але на яго могуць паўплываць жывёлы, іншыя расліны і чалавек. Расліна можа вырастаць да двух метраў у вышыню, што гэта абмежавальнае ўмова, паколькі яно можа расці толькі ў пэўных глыбінях вады, а большая частка яго біямасы знаходзіцца ў верхняй частцы завода, каб захапіць як мага больш сонечнага святла. Другім агентам раслін у мадэлі з'яўляецца Chara aspera, таксама ўкараненне водных раслін. Адно з галоўных адрозненняў двух раслін заключаецца ў тым, што апошні размнажаецца за кошт выкарыстання вельмі дробных насення, званых ооспор і цыбулінак, якія распаўсюджваюцца праз паток вады. Чара аспера вырастае толькі да 20 см і патрабуе вельмі добрых асветленых умоў, а таксама добрай вады якасць, усё гэта якія абмяжоўваюць фактары росту расліны Chara aspera, мае больш высокі тэмп росту, чым Potamogeton pectinatus, але мае значна больш кароткі тэрмін службы. d агенты жывёльнага паходжання, якія разглядаюцца прыродаахоўнымі рэчывамі, уключаюць паток вады, пранікненне святла і глыбіню вады Умовы патоку, хаця і не маюць вялікага значэння для Potamogeton pectinatus, наўпрост уздзейнічаюць на распаўсюджванне насення Chara aspera. Умовы патоку ўплываюць на кірунак, а таксама на адлегласць насення. Пранікненне размеркаванага святла моцна ўплывае на асперы Chara, паколькі гэта патрабуе высокай якасці вады Каэфіцыент згасання EC - гэта паказчык пранікнення святла ў ваду. З павелічэннем EC хуткасць росту аспераў Chara памяншаецца. Нарэшце, глыбіня важна для абодвух відаў раслін, паколькі глыбіня вады павялічваецца, пранікненне святла памяншаецца, што абцяжарвае выгляд любога з відаў за пэўныя глыбіні
Зона цікавасці ў мадэлі была возерам у Нідэрландах пад назвай Возера Велуве. Гэта адносна неглыбокае возера з сярэдняй глыбінёй 155 метраў і ахоплівае каля 30 квадратных кіламетраў Возера падвяргаецца эўтрафікацыі, што азначае, што пажыўныя рэчывы не з'яўляюцца абмяжоўваюць фактарам альбо для любога з раслінных агентаў у мадэлі Пачатковае становішча раслінных агентаў у мадэлі было вызначана выпадковым чынам. Мадэль была рэалізавана з выкарыстаннем праграмнага пакета Repast і была выканана для імітацыі росту і распаду двух розных раслінных агентаў з улікам Раней абмяркоўваліся агенты навакольнага асяроддзя, а таксама ўзаемадзеянне з іншымі агентамі раслін. Вынікі выканання мадэлі паказваюць, што размеркаванне папуляцыі Chara aspera мае прасторавую карціну, вельмі падобную на ГІС-карты назіраных размеркаванняў. Аўтары даследавання робяць выснову, што правіла агента распрацаванае ў ходзе даследавання разумна, каб імітаваць прасторавую карціну росту макрафітаў у гэтым канкрэтным возеры - Агрэгацыя бактэрый, што прыводзіць да фарміравання біяпленкі
У артыкуле пад назвай "iDynoMiCS: індывідуальнае мадэляванне біяплёнак наступнага пакалення", агент прадстаўлена мадэль, якая мадэлюе каланізацыю бактэрый на паверхні, што прыводзіць да адукацыі біяпленкі [11] настойлівасць iDynoMiCS для індывідуальнага сімулятара дынамікі мікробных супольнасцей заснавана на індывідуальным мадэляванні росту папуляцый і супольнасцей асобных мікробаў дробных аднаклеткавых арганізмаў, такіх як бактэрыі, археі і пратысты, якія канкуруюць за прастору і рэсурсы ў біяпленках, пагружаных у воднае асяроддзе iDynoMiCS. выкарыстоўваецца для высвятлення таго, як індывідуальная мікробная дынаміка прыводзіць да ўзнікнення ўласцівасцей на ўзроўні насельніцтва або біяпленкі. Вывучэнне такіх утварэнняў важна ў даследаваннях глебы і рэк, даследаваннях гігіены зубоў, інфекцыйных захворваннях і медыцынскіх імплантацыях, звязаных з даследаваннямі інфекцыі, і для разумення біякарозіі [ 12] Мадэліраваная парадыгма на аснове агента, якая дазваляе даследаваць, як кожная асобная бактэрыя пэўнага віду спрыяе развіццю біяпленкі. Першапачатковая ілюстрацыя iDynoMiCS лічыла, як вагаецца ў навакольным асяроддзі наяўнасць кіслароду ўплывае на разнастайнасць і склад камуна тып бактэрый дэнітрыфікацыі, якія выклікаюць шлях дэнітрыфікацыі ва ўмовах анаксічных і нізкага кіслароду [11] Даследаванне вывучае гіпотэзу, што наяўнасць разнастайных стратэгій дэнітрыфікацыі ў навакольным асяроддзі можа быць растлумачана выключна здагадкай, што больш хуткі адказ рэалізуе больш высокі кошт агента, заснаваная мадэль мяркуе, што калі метабалічныя шляхі можна пераключыць без выдаткаў, тым хутчэй пераключэнне, тым лепш, аднак, калі больш хуткае пераключэнне мае больш высокі кошт, існуе стратэгія з аптымальным часам рэагавання пры любой частаце ваганняў навакольнага асяроддзя. Гэта дазваляе выказаць здагадку, што розныя тыпы стратэгій дэнітрыфікацыі Перамога ў розных біялагічных асяроддзях З гэтага ўвядзення прымяненне iDynoMiCS працягвае павялічвацца: нядаўнія даследаванні ўварвання плазміды ў біяпленкі - адзін з прыкладаў [13]. У гэтым даследаванні вывучаецца гіпотэза, што дрэннае распаўсюджванне плазміды ў біяфільмах выклікана залежнасцю кан'югацыі ад хуткасць росту донара плазміды Праз si пра муляцыю, дакумент мяркуе, што інвазія плазміды ў рэзідэнцыйную біяплёнку абмежаваная толькі тады, калі перанос плазміды залежыць ад росту методыкі аналізу адчувальнасці, што дазваляе выказаць здагадку, што параметры, якія адносяцца да часовага адставання перад пераносам плазміды паміж агентамі і прасторавай дасяжнасці, важней для ўварвання плазміды ў біяпленку чым хуткасць росту прыёмных агентаў і верагоднасць сегрэгацыйнай страты Далейшыя прыклады, якія выкарыстоўваюць iDynoMiCS, працягваюць публікавацца, у тым ліку выкарыстанне iDynoMiCS пры мадэляванні біяпленкі Pseudomonas aeruginosa з субстратам глюкозы [14]
iDynoMiCS распрацавана міжнароднай камандай даследчыкі, каб стварыць агульную платформу для далейшай распрацоўкі ўсіх індывідуальных мадэляў мікраарганізмаў і такіх падобных біяплёнак, як першапачаткова, была вынікам шматгадовай працы Ларана Лардона, Браяна Мэркі і Яна-Ульрыха Крэфта. Жоао Ксавэр Пры дадатковым фінансаванні Нацыянальнага цэнтра па замене, рэф inement і скарачэнне жывёл у даследаваннях NC3Rs у 2013 годзе, распрацоўка iDynoMiCS як інструмента для біялагічнай разведкі працягваецца ў прасторы, пры неабходнасці дадаюцца новыя функцыі. З моманту свайго стварэння каманда абавязалася выпусціць iDynoMiCS як платформу з адкрытым зыходным кодам. супрацоўнікі па распрацоўцы дадатковай функцыянальнасці, якую можна потым аб'яднаць у наступны стабільны выпуск IDynoMiCS, які быў рэалізаваны ў мове праграмавання Java, прычым скрыпты MATLAB і R прадастаўляюцца для аналізу вынікаў структуры Biofilm, якія ўтварыліся пры мадэляванні, можна разглядаць як фільм з выкарыстаннем POV- Файлы прамянёў, якія генеруюцца ў працэсе мадэлявання - узбагачэнне ствалавых клетак Mammary пасля апрамянення ў перыяд палавога паспявання
Эксперыменты паказалі, што ўздзеянне іянізуючага апрамянення пубертальнымі малочнымі залозамі прыводзіць да павелічэння суадносін ствалавых клетак малочных залоз у залозе. [15] Гэта важна, таму што, як мяркуюць, ствалавыя клеткі з'яўляюцца ключавымі мішэнямі для ініцыяцыі рака іянізавальным выпраменьваннем іёны, паколькі яны маюць найбольшы доўгатэрміновы праліфератыўны патэнцыял, і мутагенныя з'явы захоўваюцца ў некалькіх даччыных клетках. Акрамя таго, дадзеныя эпідэміялогіі паказваюць, што дзеці, якія падвяргаюцца ўздзеянню іанізуючага выпраменьвання, маюць значна большы рызыка рака малочнай залозы, чым дарослыя [16] [17] Такім чынам, гэтыя эксперыменты выклікалі пытанні пра асноўны механізм павелічэння ствалавых клетак малочнай залозы пасля выпраменьвання. У гэтым артыкуле пад назвай "Апрамяненне маладых, але не дарослых, малочная залоза павялічвае самаабнаўленне ствалавых клетак і негатыўныя пухліны рэцэптараў эстрагенаў", [18] дзве мадэлі на аснове агента былі распрацаваны і выкарыстоўваліся паралельна з эксперыментамі in vivo і in vitro для ацэнкі інактывацыі клетак, дыдыферэнцыяцыі з дапамогай эпітэлія-мезенхімальнага пераходу ЭМТ і самааднаўлення сіметрычнага дзялення як механізмаў, дзякуючы якім апрамяненне можа павялічыць ствалавыя клеткі
Першы на аснове агента агент мадэль - гэта шматмаштабная мадэль развіцця малочнай залозы, пачынаючы з рудыментарнага дрэктальнага дрэва малочнай залозы t палавога паспявання падчас актыўнай праліферацыі аж да поўнай малочнай залозы ў дарослым узросце, калі мала разрастаецца. Мадэль складаецца з мільёнаў агентаў, прычым кожны агент уяўляе сабой ствалавую клетку малочнай залозы, клетку-папярэдніка або дыферэнцыраваную клетку ў сімуляцыі малочнай залозы. Упершыню былі запушчаны ў суперкампутары Lawrence Berkeley National Laboratory Lawrencium для параметрызацыі і параўнання мадэлі ў дачыненні да розных вымярэнняў малочнай залозы in vivo. Затым мадэль была выкарыстана для праверкі трох розных механізмаў, каб вызначыць, які з іх прывёў да вынікаў мадэлявання, якія адпавядалі эксперыментам у натуральных умовах. лепшае Дзіўна, але інактывацыя выпраменьваннем клетак пры смерці не спрыяла павелічэнню частоты ствалавых клетак незалежна ад дозы, пастаўленай у мадэлі. Замест гэтага мадэль паказала, што спалучэнне павышанага самааднаўлення і размнажэння клетак у перыяд палавога паспявання прывяло да ўзбагачэння ствалавых клетак. Было паказана павелічэнне кантраснага эпітэлія-мезенхімальнага пераходу ў мадэлі se частата ствалавых клетак не толькі ў пубертальных малочных залозах, але і ў дарослых залозах. Аднак апошняе прагназаванне супярэчыла дадзеных у натуральных умовах; апрамяненне малочных залоз дарослых не прывяло да павелічэння частоты ствалавых клетак. Гэтыя сімуляцыі прапанавалі самаабнаўленне як асноўны механізм росту пубертальных ствалавых клетак. Для далейшай ацэнкі самаабнаўлення як механізму была створана другая мадэль на аснове агента. мадэляваць дынаміку росту эпітэліяльных клетак малочнай залозы чалавека, якія змяшчаюць ствалавыя / папярэднікі і дыферэнцыяваныя клеткавыя субпапуляцыі in vitro пасля апрамянення. Параўноўваючы вынікі мадэлявання з дадзенымі эксперыментаў у прабірцы, другая мадэль на аснове агента дадаткова пацвердзіла, што клеткі павінны шырока размнажацца, каб назіраць павелічэнне колькасці клетак ствалавых / папярэднікаў пасля апрамянення залежыць ад самастойнага абнаўлення. Спалучэнне дзвюх мадэляў на аснове агента і эксперыментаў in vitro / in vivo дазваляюць зразумець, чаму дзеці, якія падвяргаюцца іанізуючаму выпраменьванню, маюць значна большы рызыка рака малочнай залозы. чым дарослыя разам, яны падтрымліваюць гіпотэзу, што грудзі адчувальная да кароткачасовага самастойнае абнаўленне ствалавых клетак пры ўздзеянні радыяцыі ў перыяд палавога паспявання, які загрунтоўвае тканіны дарослага, каб развіцца рак дзесяцігоддзямі пазней - Глядзіце таксама
Аўтаномны агент
Інтэлектуальны агент
Літаратура
^ abcd An G ; Mi Q; Dutta-Moscato J; Vodovotz Y 2009 "Агентныя мадэлі ў біялогіі трансляцыйных сістэм" Сістэмы біялогіі і медыцыны 1 3: 159–171 doi: 101002 / wsbm45 PMC 3640333 PMID 20835989
^ Politopoulos, I 11 верасня 2007 г. "Агляд і аналіз на аснове агентаў Мадэлі ў біялогіі "PDF Архівавана з арыгінальнага PDF 27 ліпеня 2011 г." ^ Madey, G & amp; Мікалай, C 2009 "Інструменты гандлю: агляд розных мадэляў платформаў, заснаваных на агентах" PDF Часопіс "Штучныя таварыствы і сацыяльнае мадэляванне" 12 2
^ Рой

Мейсан ^ Перэс, L & amp; Драгучэвіч, S 2010 Вывучэнне практык кіравання лесам з выкарыстаннем і на аснове агентаў мадэлі ўзнікнення лясных насякомых PDF 2010 Міжнародны кангрэс па экалагічным мадэляванні і праграмным забеспячэнні Атава, Канада: Міжнароднае экалагічнае мадэляванне і праграмнае забеспячэнне iEMSs ^ Ameden, H; Boxall, P; Наяўныя, S & ўзмацняльнікі; Vickers, 2009 г. "Агентская мадэль аховы межаў для кіравання інвазіўнымі відамі" Канадскі часопіс сельскагаспадарчай эканомікі 57 4: 481–496 doi: 101111 / j1744-7976200901166x
^ Кіраўніцтва па паводзінах па прасторы> Эванс, А.; Morgan, D & amp; Пэры, H 2004 Дынаміка папуляцыі тля ў ландшафтах сельскай гаспадаркі: мадэль мадэлявання на аснове агентаў PDF 2010 г. Міжнародны кангрэс па экалагічным мадэляванні і праграмным забеспячэнні г. Оснабрук, Германія: Міжнароднае экалагічнае мадэляванне і грамадства праграмнага забеспячэння iEMSs ^ ^ Li, H; Майнет, A & amp; Ци, H 2009 Вывучэнне мультиагентных сістэм мадэлявання дынамікі водных папуляцый Proc 8-я Міжнародная канферэнцыя па гідраінфарматыцы Чылі
^ ab Lardon LA, Merkey BV, Martins S, Dötsch A, Picioreanu C, Kreft JU, Smets BF 2011 "iDynoMiCS: Індывідуальнае мадэляванне біяплёнак наступнага пакалення "Мікрабіялогія навакольнага асяроддзя 13 9: 2416–2434 doi: 101111 / j1462-2920201102414x PMID 21410622
^ Wanner O, Eberl H, Morgenroth E, Noguera D, Picioreanu C, Rittmann B, van Loosdrecht M 2006 Матэматычнае мадэляванне біяфільмаў Лондан: IWA Publishing
^ Merkey BV, Lardon LA, Seoane JM, Kreft JU, Smets BF 2011 "Залежнасць росту кан'югацыі тлумачыць абмежаваную інвазію плазмід у біяпленкі: індывідуальнае даследаванне мадэлявання" Навакольнае асяроддзе Мікрабіялогія 13 9: 2435–2452 doi: 101111 / j1462-2920201102535x PMID 21906217
^ Штэффенс, Мэцью Дж; Клімент, Барбара Дж; Wentworth, Christopher D 2011 Індывідуальнае мадэляванне біяплёнкі Pseudomonas aeruginosa з глюкозным субстратам 2011 г. Пасяджэнне секцыі прэрыі APS, 10–12 лістапада 2011 г., анатацыя # E1006 Амерыканскае фізічнае таварыства
^ Нгуен, Дэвід; Экетч-Рабах, ХА; Іла-Бочака, Ірынэу; Гейер, ФК; Рэйс-Фільё, JS; Мао, JH; Равані, С. А.; Завадзіл, J; Бароўскі, А.Д .; Джэры, ды-джэй; Данфі, К.А .; Seo, JH; Хаслам, S; Медзіна, D; Барселос-Хоф, Мэры Хелен, 2011 "Радыяцыя ўздзейнічае на мікраасяроддзе, каб уздзейнічаць на канцерогенез малочнай залозы праз розныя механізмы, якія зніжаюць латэнтнасць рака і ўплываюць на тып пухліны" Ракавая клетка 19 5: 640–51 doi: 101016 / jccr201103011 PMC 3110779 PMID 21575864
^ Прэстан, DL; Мэтсан, А; Holmberg, E; Бераг, R; Hildreth, NG; Boice, JD Jr 2002 "Прамянёвае ўздзеянне на рызыку рака малочнай залозы: аб'яднаны аналіз васьмі кагортаў" Радыяцыйнае даследаванне 158 2: 220–35 doi: 101667 / 0033-75872002158 [0220: reobcr] 20co; 2 PMID 12105993
^ Mertens , Пераменны ток; Лю, Q; Neglia, JP; Васілеўскі, К; Leisenring, W; Armstrong, GT; Робісан, Л.Л .; Yasui, Y 2008 "Прычынна-пазнейшая смяротнасць сярод тых, хто перажыла рак у дзяцінстве: даследаванне выжывання рака дзяцінства" J Natl Cancer Inst 100 19: 1368 doi: 101093 / jnci / djn310 PMID 18812549
^ Танг, Джонатан; Фернанда-Гарсія, Ігнасіа; Vijayakumar, Sangeetha; Марцінес-Руіс, Гайдэліз; Іла-Бочака, Ірынэу; Нгуен, Дэвід; Мао, Цзянь-Хуа; Кастэты, Сільвайн; Barcellos-Hoff, Mary Helen 2014 "Апрамяненне маладых, але не дарослых, малочнай залозай павялічвае самаабнаўленне ствалавых клетак і негатыўныя пухліны рэцэптараў эстрагенаў", Стволавыя клеткі 32 3: 649–61 doi: 101002 / stem1533 PMID 24038768
v
e
Раенне - Біялагічнае раенне - Агентная мадэль у біялогіі - Мяч для прынады - Калектыўныя паводзіны жывёл: Кармленне вар'яцтва - Статак, Статак - Статак
Паводзіны стада - Змешаныя віды зграявання жывёлы - паводзіны на мобінг - Пакет, паляўнічы за зграямі - Узоры самаарганізацыі ў мурашак - Скуванне і навучанне
Сартаванне sol
Парушэнне сіметрыі ўцёкаў мурашак - паводзіны роякоў - Ройная мядовая пчола - Рухомасць роевай жывёлы - Міграцыя жывёл - Міграцыя жывёл - вышыня - адсочванне - кадаваная драцяная бірка - Міграцыя птушак
пралёты - зваротная міграцыя - міграцыя клетак - міграцыя рыб, вертыкальная дыляляцыя, лессепская, бег ласося, бег сардзіны, гамінг, натальная, філапатрыя
міграцыя насякомых - матылі - манарх - міграцыя марскіх чарапах Алгарытмы роя - Агентныя мадэлі - Аптымізацыя калоніі мурашак - Штучныя мурашкі - Мадэляванне - Мадэляванне натоўпу - Аптымізацыя рою часціц - Інтэлект Роя - Мадэляванне Роя - Калектыўны рух
Active matter
Collective motion
Self-propelled particles
clustering
Vicsek model
Swarm robotics
Ant robotics
I-Swarm
Microbotics
Swarm robotics
Symbrion
Related topics
Allee effect
Animal navigation
Collective intelligence
Decentralised system
Eusociality
Group size measures
Microbial intelligence
Mutualism
Predator satiation
Quorum sensing
Spatial organization
Stigmergy
Military swarming
Task allocation and partitioning of social insects
v
e
Aquatic ecosystem topics

Aquatic ecosystems – general and freshwater components
General
Acoustic ecology
Adaptation
Agent-based models
Algal bloom
Anoxic waters
Aquatic animals Insects
Mammals
Aquatic plants
Aquatic science
Benthos
Biodiversity research
Bioluminescence
Biomass
Biomonitoring
Cascade effect
Colored dissolved organic matter
Camouflage and mimicry
Dead zone
Ecohydrology
Ecosystems
Eutrophication
Fisheries science
Food chain
Food web
GIS and aquatic science
Hydrobiology
Hypoxia
Isotope analysis
Microbial ecology
Microbial food web
Microbial loop
Nekton
Neuston
Particle
Pelagic zone
Photic zone
Phytoplankton
Plankton
Pleuston
Predation
Productivity
Ramsar Convention
Respiration
Schooling
Sediment trap
Siltation
Spawning
Substrate
Thermal pollution
Toxicology
Trophic level
Water column
Zooplankton
More
Freshwater
Biology
Biomes
Ecosystems
freshwater
lake
river
Fish
Hyporheic zone
Limnology
Lake stratification
Macrophyte
Pond
Fish pond
Rheotaxis
Stream bed
Stream pool
Trophic state index
Upland and l owland
Water garden
Wetland
brackish marsh
freshwater marsh
swamp
bog
fen
Environmental quality
More
Ecoregions
Freshwater List
Marine List
The Everglades
Maharashtra
The North Pacific Subtropical Gyre
The San Francisco Estuary
 
Aquatic ecosystems – marine components
Marine
Marine biology
Marine chemistry
Deep scattering layer
Diel vertical migration
Ecosystems
large marine
marine
f-ratio
Iron fertilization
Marine snow
Ocean nourishment
Oceanic physical-biological process
Ocean turbidity
Photophore
Thorson's rule
Upwelling
Whale fall
More
Marine
life
Bacteriophages
Census
Fish
coastal
coral reef
deep sea
demersal
pelagic
Deep sea communities
Deep sea creature
Deep-water coral
Invertebrates
Larvae
Mammals
Marine life
Microorganisms
Paradox of the plankton
Reptiles
Seabirds
Seashore wildlife
Vertebrates
Wild fisheries
Marine
habitats
Bay mud
Black smokers
Coastal biogeomorphology
Cold seeps
Coral reefs
Davidson Seamount
Estuaries
Intertidal ecology
Intertidal wetlands
Kelp forests
Hydrothermal vents
Lagoons
Mangroves
Marine biomes
Marine habitats
Mudflats
Rocky shores
Salt marshes
Salt pannes and pools
Seagrass meadows
Sponge reefs
Tide pools
Issues
Ecological values of mangroves
Fisheries and climate change
HERMIONE
Marine conservation
Marine conservation activism
Marine pollution
Marine Protected Area


Agent-based model in biology

Random Posts

B♭ (musical note)

B♭ (musical note)

B♭ B-flat; also called si bémol is the eleventh step of the Western chromatic scale starting from C ...
Fourth dimension in art

Fourth dimension in art

New possibilities opened up by the concept of four-dimensional space and difficulties involved in tr...
Holt Renfrew

Holt Renfrew

Holt, Renfrew & Co, Limited, commonly known as Holt Renfrew or Holt's,1 is a chain of high-end C...
Later Silla

Later Silla

Later Silla 668–935, Hangul: 후신라; Hanja: 後新羅; RR: Hushila, Korean pronunciation: ...