活体运动轨迹的逆统计学：区分相互作用核的各向异性与涌现相关性
定量方法
2025-10-08 v2
摘要
高分辨率成像提供了迁移细胞、群体动物和合成活体粒子的密集轨迹，可通过多种方法确定相互作用规律。然而，区分此类数据中看到的前后偏向或侧向偏向是源于相互作用核的固有各向异性，还是即使基于各向同性两两相互作用力仍产生的涌现相关性， remains 一个开放性挑战。我们通过推导一个线性偏微分方程来解决这一歧义，该方程将可测量的两点速度相关性连接到一个未知的、随距离和角度变化的相互作用核。即使代理按照各向同性的吸引-排斥规律相互作用，仍可发生类似图灵不稳定性，导致偶极或四极图案的出现。我们进一步表明，引入弱速度对齐力可干扰各向异性图案形成，通过抑制偶极图案。我们用代理基模拟验证了这些预测，并为寻求区分固有各向异性与涌现效应的实验提供设计指导。
引用
@article{arxiv.2510.04193,
title = {Inverse statistics of active matter trajectories to distinguish interaction kernel anisotropy from emergent correlations},
author = {Simon F. Martina-Perez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.04193},
year = {2025}
}