复杂网络的粗粒化与自相异性

复杂工程与生物网络能否被粗粒化为更小且更易理解的版本，其中每个节点代表原始网络中的一整个模式？为此，我们将粗粒化单元（CGU）定义为可作为粗粒化网络节点的连接模式，并提出检测这些单元的算法。我们使用该方法系统性地逆向工程电子电路，从难以理解的晶体管布线形成可理解的高层映射：首先，建立一个粗粒化版本，其中每个节点是由数个晶体管构成的门。然后，该粗粒化网络自身被进一步粗粒化，得到高层蓝图，其中每个节点是由多个门构成的电路模块。我们还将该方法应用于哺乳动物蛋白信号网络，找到一个简化的粗粒化网络，其包含三个对应于交叉相互作用的MAP激酶级联的主要信号通道。我们发现生物与电子网络均为“自相异”的，即在每一层级上可发现不同的网络模体。本方法可用于简化多种多样的有向与无向、自然与人工设计的网络。