通过内态坐标中密度依赖迁移率实现从停滞到剥离和迁移的集体空间重排

发展、再生和疾病中的许多问题涉及空间组织和组分内部状态的同时演化，以及局部相互作用和拥挤。这促使我们研究一个耦合空间和内态坐标中演化相互作用群体的最小模型。我们关注一个具有特定生物学意义的转变：致密集合体从紧凑或停滞状态向边界主导的剥离和迁移的重排。在我们的表述中，每个粒子携带空间位置和一个标量内态，通过有限范围力相互作用。迁移率在空间和内态坐标上定义，具有密度依赖性，并且不对称地交叉耦合。我们推导了过阻尼极限下随机动力学的更新方程并进行了数值模拟。我们发现仅内态坐标中的迁移率为大规模空间重排提供了一个独立的控制轴。特别地，增加基线内态扩散率并调节其密度依赖性驱动从停滞聚集到具有广泛空间偏离、强向外径向偏置和边缘局部化活动的剥离样转变，而基线位置扩散率保持不变。该转变伴随着空间和内态位移的关联展宽、径向密度和密度曲率剖面的系统性重排，以及对系统尺寸的显著依赖性，这与增长聚集体能进入边界主导的迁移状态的观点一致。这些结果建立了我们方法的效用，并激发了一个更广泛的框架，旨在在一个共同形式体系中建模状态变化、空间重分布和邻域结构。