随机感觉受体中复用的理论上界
统计力学
2023-04-24 v2 软凝聚态物质
定量方法
摘要
生物感觉受体提供了随机噪声中微观尺度信息转导的绝佳范例。我们认为随机性并不总是不利于感知，相反，它可能使单个随机传感器实现复用：同时将多种环境信息转导至下游感觉网络。通过对配体浴中配体-受体传感器的 Langevin 动力学模拟，我们证明双态受体可同时编码多个独立环境变量，如配体浓度与介质流速。我们发展了随机感觉复用的通用理论并给出两个理论上界。进一步，我们猜想随机生成的传感器通常达到较紧的那个上界。本研究建立的理论框架涉及秩亏最大似然分析（rd-MLE），提供了一种无需任何初始假设即可系统评估传感器感知能力的途径。该理论框架可启发更高效人工传感器的设计。
引用
@article{arxiv.2205.09192,
title = {Theoretical upper bound of multiplexing in stochastic sensory receptors},
author = {Asawari Pagare and Sa Hoon Min and Zhiyue Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.09192},
year = {2023}
}