模块化在生物网络自组织动力学中的作用
斑图形成与孤子
2020-11-18 v2 适应与自组织系统
物理与社会
摘要
生物实体的互联集合或许是现代科学迄今遇到的一些最复杂的系统。特别地，科学家们集中于理解不同神经元、蛋白质或物种之间相互作用结构的复杂性如何影响其各自系统的功能。众所周知，许多生物网络以高度分层的方式构建，具有两个主要特性：连接两个看似遥远节点（神经元、物种或蛋白质团块）的短平均路径，以及模块聚集体中很高比例的节点。尽管迄今已提出若干假设，但对于模块与此类生物系统中动力学活动的关系仍知之甚少。在此我们表明，网络模块化是功能活动自组织模式形成的关键要素，且与模块结构的拓扑特殊性无关。特别地，我们提出了一种自组织机制，解释了宏观空间模式的形成，这些模式在模块内部是均匀的。这或可解释生物网络中的自发秩序如何遵循其模块化结构组织。我们在真实世界网络上检验了我们的结果，以确认模块化在创建宏观尺度模式中的重要作用。
引用
@article{arxiv.2003.12311,
title = {The role of modularity in self-organisation dynamics in biological networks},
author = {Bram A. Siebert and Cameron L. Hall and James P. Gleeson and Malbor Asllani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.12311},
year = {2020}
}