اهمیت مدل سازی ریاضی در درک فرآیندهای پیچیده بیولوژیکی

منبع:

نتایج این مطالعه نشان‌دهنده استفاده دقیق از مدل‌سازی ریاضی برای روشن کردن اساس فعالیت سلول‌های عصبی و نشان دادن پتانسیل برای گسترش درک ما از پدیده‌های زندگی با ترکیب مدل‌های ریاضی با آزمایش‌های مختلف بیولوژیکی است.

کوتارو دی. کیمورا، استاد دانشگاه شهر ناگویا

مرجع مجله:

منبع

بر اساس این نتایج، تیم تحقیقاتی همچنین فرض کردند که پاسخ‌های مختلف سلول‌های عصبی برای کنترل افزایش را می‌توان با یک فرآیند نسبتا ساده شامل ژن‌ها تنظیم کرد. سپس آنها در واقع مجموعه ای از ژن ها (تنظیم کننده پروتئین G و پروتئین کیناز G) را پیدا کردند که برای این فرآیند مورد نیاز است.

نتیجه مدل سازی کاملاً شگفت انگیز بود. از آنجایی که جنبه‌های مختلف پاسخ‌های سلول‌های عصبی متفاوت است، انتظار داشتیم فرآیندهای پیچیده‌تری درگیر شوند. مدل ساده ما را تشویق کرد که ژن‌های کلیدی را پیدا کنیم که همه جنبه‌های تفاوت را تغییر می‌دهند، و ما فکر می‌کنیم که این کار را انجام دادیم.”

سپس محققان از مدل سازی ریاضی برای درک این فرآیند استفاده کردند. مدل سازی ریاضی ابزار قدرتمندی است که می تواند برای درک بهتر فرآیندهای پیچیده بیولوژیکی مورد استفاده قرار گیرد. آنها دریافتند که “واکنش به اولین بو” شامل اجزای سریع و آهسته است، در حالی که “واکنش پس از قرار گرفتن در معرض” فقط شامل مولفه آهسته است، به این معنی که تجربه بو، مولفه سریع را برای دستیابی به کنترل مهار می کند. آنها همچنین دریافتند که هر دو پاسخ را می توان با یک معادله دیفرانسیل ساده توصیف کرد و اجزای کند و سریع به ترتیب با ادغام نشتی مشتق اول و دوم از غلظت بو که کرم حس می کند مطابقت دارد. نتایج این مطالعه نشان داد که تجربه بو قبلی تنها به نظر می رسد که مکانیسم مورد نیاز برای جزء سریع را مهار می کند.