微管蛋白驱动轴突生长的高效模拟
细胞行为
2016-08-03 v2
摘要
本工作关注于微管蛋白驱动的轴突生长的移动边界模型动态行为的高效可靠数值模拟。该模型是非线性的，由偏微分方程（PDE）和两个常微分方程耦合组成。偏微分方程定义在一个具有移动边界的计算域上，该边界是解的一部分。基于标准显式时间步进方法的数值模拟由于数值稳定性所需的小时间步长而过于耗时。另一方面，标准隐式格式由于每一步需要求解的非线性方程而过于复杂。相反，我们提出使用 Peaceman--Rachford 分裂格式结合模型的时间与空间缩放。基于该格式的模拟已被证明是高效、准确且可靠的，这使得评估该模型成为可能，例如其对生物与物理模型参数的依赖性。这些评估除其他外表明：初始轴突生长非常迅速，主动运输相对于扩散是生长速度的主导原因，且生长锥中的聚合速率不影响最终轴突长度。
引用
@article{arxiv.1602.00444,
title = {Efficient simulations of tubulin-driven axonal growth},
author = {Stefan Diehl and Erik Henningsson and Anders Heyden},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.00444},
year = {2016}
}
备注
Authors' accepted version, (post refereeing). The final publication (in Journal of Computational Neuroscience) is available at Springer via http://dx.doi.org/10.1007/s10827-016-0604-x