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血压测量的不合理有效性:生物系统中的分子通信

信息论 2014-10-22 v1 math.IT 分子网络

摘要

动脉血压是衡量人体健康的关键生命体征。因此,准确且可重复的测量技术对于成功诊断至关重要。血压测量是受调控生物系统中分子通信的一个例子。通常,受调控生物系统中的通信很困难,因为对系统状态信息进行编码的行为本身就可能破坏信息。在本文中,我们提出了三种策略来应对这一问题,以建立可靠的分子通信链路:从外围通信;内建机制;以及留下微小足迹。我们的策略——受自然生物系统中的通信启发——提供了一种分类方法,用以指导合成生物系统中分子通信机制的设计。我们利用自然系统中前两种策略的例子来说明我们的分类。然后,我们考虑了一个基于米氏动力学模型内的分子链路。特别地,我们计算了该链路的容量,揭示了利用我们“留下微小足迹”策略进行通信的潜力。这提供了一种方法,用以识别该分子链路是否可以在不影响其功能的情况下得到改善,并为合成生物系统的设计提供了指导。

关键词

引用

@article{arxiv.1410.5665,
  title  = {The Unreasonable Effectiveness of Blood Pressure Measurement: Molecular Communication in Biological Systems},
  author = {Malcolm Egan and Adam Noel and Yansha Deng and Maged Elkashlan and Trung Q. Duong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1410.5665},
  year   = {2014}
}

备注

Submitted to IEEE ICC 2015