细胞聚集体界面极化的分数阶随机理论
计算工程、金融与科学
2020-08-28 v1 生物物理
化学物理
计算物理
摘要
我们提出了一个模拟细胞聚集体电响应的理论框架。我们将每个细胞粗粒化表示为膜偶极矩与细胞质偶极矩的组合。随后我们计算所得系统的有效电导率，并推导出一个 Fokker-Planck 偏微分方程，以刻画细胞系综中诱导细胞极化分布的时间演化。我们的模型预测，平行于外加脉冲的极化密度服从偏态 t 分布，而横向极化密度服从对称 t 分布，这与我们的直接数值模拟一致。此外，我们报告了一个由耦合常微分方程组描述的降阶模型，可复现聚集体中诱导偶极矩的均值与方差。我们通过引入分数阶时间导数扩展了所提公式，发现其对于解释实验及直接数值模拟中观察到的反常弛豫现象是必要的。由于其时域表述，我们的框架可轻松用于考虑若干科学、医学与技术应用中出现的非线性膜效应或细胞间耦合。
引用
@article{arxiv.2008.11819,
title = {A fractional stochastic theory for interfacial polarization of cell aggregates},
author = {Pouria A. Mistani and Samira Pakravan and Frederic G. Gibou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.11819},
year = {2020}
}
备注
13 figures, 27 pages