使用 Bio-PEPA 对含时滞的生物系统进行建模

生物系统中的时滞可用于对无法精确观察其底层动力学的事件进行建模，或用于对系统的某些行为进行抽象，从而得到更紧凑的模型。在本文中，我们扩展了随机进程代数 Bio-PEPA，使其具备为动作分配时滞的能力，由此产生了一种新的非马尔可夫进程代数：Bio-PEPAd。这是一种保守的扩展，意味着保留了 Bio-PEPA 的原始语法，并且现在可以与动作关联的时滞规范可以添加到现有的 Bio-PEPA 模型中。带时滞动作触发的语义是“时滞即持续时间”方法，该方法在早先关于含时滞生物系统随机模拟的论文中已有提出。该代数的这些语义以 Starting-Terminating 风格给出，意味着动作的状态和完成被观察为两个独立的事件，这是时滞所要求的。此外，我们概述了如何对 Bio-PEPAd 系统进行随机模拟，以及如何将 Bio-PEPAd 系统自动转换为一组时滞微分方程，这是对含时滞生物系统进行建模的确定性框架。最后，我们用两个含时滞生物系统的示例模型来说明该方法。