二维耦合细胞体系尺度大小对系统响应能力的调控作用ViewTableof.PDFVIP

二二维维耦耦合合细细胞胞体体系系尺尺度度大大小小对对系系统统响响应应能能力力的的调调控控作作用用 申传胜, 张季谦 and 崔执 Citation: 中国科学G辑: 物理学 力学 天文学 36, 124 (2006); doi: 10.1360/2006-36-2-124 View online: http://engine.s i hina. om/doi/10.1360/2006-36-2-124 View Table of Contents: http://engine.s i hina. om/publisher/s p/journal/SCSGPMA/36/2 Published by the 《中国科学》杂志社 Articles you may be interested in 耦合细胞体系中多重随机共振对噪声的选择效应 S ien e in China Series G-Physi s, Me hani s Astronomy (in Chinese) 38, 539 (2008); 冠层尺度的生态系统光合-蒸腾耦合模型研究 S ien e in China Series D-Earth S ien es (in Chinese) 34, 141 (2004); 冠层尺度的生态系统光合-蒸腾耦合模型研究 S ien e in China Series D-Earth S ien es (in Chinese) 34, 141 (2004); 大鼠Kupffer细胞对肝细胞高密度脂蛋白受体的调控作用 S ien e in China Series B-Chemistry , Life S ien es Earth S ien es (in Chinese) 19, 289 (1989); Tet-on基因表达系统转染胚胎干细胞和调控效应检测* S ien e in China Series C-Life S ien es (in Chinese) 35, 192 (2005); 124 中国科学 G 辑 物理学 力学 天文学 2006, 36(2): 124~131 * ①② ①** ① 申传胜 张季谦 崔执凤 (①安徽师范大学物理与电子信息学院, 芜湖 241000; ②安庆师范学院教育技术系, 安庆 246011) 摘要 利用Berridge提出的细胞内钙离子振荡最小化模型, 通过数值模拟方法 考察二维(N *N)耦合细胞体系对外界刺激的集体响应行为. 发现在一定的耦合强 度下, 当耦合单元数目取适当值时(如Cµ = 0.07, N = 4), 体系输出信号的信噪比有 极大值, 表明在二维耦合体系中也产生了动力学体系尺度共振现象. 同时还发现 随着耦合强度的变化, 该体系对外界刺激的响应所对应的体系尺度发生了迁移, 而且随着耦合强度的增大其响应的体系尺度范围也有所扩大. 这些现象表明耦 合单元数目、耦合强度都对生物细胞体系感受外界刺激的能力有重要的调控作用, 生物体系有可能利用这些现象来提高其自身对外界刺激的响应能力. 关键词 细胞耦合 集体响应 体系尺度共振 目前, 关于生物细胞体系在耦合的情况下所表现出来的特性倍受人们的关 注[1~4], 尤其是耦合体系的尺度大小对信号的动力学行为的影响更是引起人们极 大的兴趣[5~12]. 首先, 有单个细胞对外界刺激的反应[5~9], 一方面是单细胞中细胞 本身的体积大小影响细胞内的钙信号的过程[5], 即当细胞自身