Χρήστης:Elina kost/πρόχειρο
Μοντελοποίηση-Ανακατασκευή Βιολογικών Δικτύων
 |
Αυτή η σελίδα είναι το κύριο «πρόχειρο χρήστη» του Elina kost. Ένα «πρόχειρο χρήστη» είναι υποσελίδα της προσωπικής σελίδας του χρήστη στη Βικιπαίδεια. Εξυπηρετεί ως χώρος πειραματισμών και ανάπτυξης σελίδων και δεν είναι εγκυκλοπαιδικό λήμμα. Επεξεργαστείτε ή δημιουργήστε το δικό σας πρόχειρο εδώ ή κάνετε δοκιμές στο κοινόχρηστο Πρόχειρο Βικιπαίδειας. |
Τα Boolean Networks (δυαδικά δίκτυα), ίσως τα πιο βασικά, με μεγάλη ευκολία στην κατασκευή και την ερμηνεία τους, βασιζόμενα στην λιτότητα της φύσης τους είναι ο παλαιότερος τρόπος απεικόνισης ενός μοντελοποιημένου βιολογικού συστήματος που προτάθηκε από τον Kauffman στις αρχές του 1970. Βέβαια, τα εν λόγω, φαινομενικά απλά και εύκολα μαθηματικά μοντέλα Boolean κατανοήθηκαν πλήρως στα μέσα της δεκαετίας του 2000. Οι οντότητες σε ένα τέτοιο δίκτυο αναπαριστούν ένα βιολογικό μόριο και μπορούν να έχουν μόνο δύο καταστάσεις, ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση, εξού και η ονομασία τους ως Boolean. Η κατάσταση του συστήματος καθορίζεται από το σύνολο των καταστάσεων των συστατικών οντοτήτων και εφόσον η λειτουργικότητα του αφορά τις καταστάσεις από τις οποίες διέρχεται, τα δίκτυα Boolean κατατάσσονται στα υπολογιστικά μοντέλα.
Ένα δίκτυο Boolean αποτελείται από ένα διακριτό σύνολο μεταβλητών, καθεμιά από τις οποίες έχει μία λειτουργία με βάση την οποία γίνεται η εισροή των πληροφοριών και δίνει ως αποτέλεσμα την κατάσταση της μεταβλητής που εκχωρήθηκε. Η κατάσταση κάθε οντότητας για κάθε επόμενο βήμα είναι ενεργή εάν το σύνολο των παραγόντων ενεργοποίησης της οντότητας είναι μεγαλύτερο από το σύνολο των παραγόντων καταστολής ενώ είναι ανενεργή σε αντίθετη περίπτωση. Αυτό το σύνολο των λειτουργιών στην πραγματικότητα καθορίζει μια τοπολογία σύνδεσης για το σύνολο των μεταβλητών, οι οποίες στη συνέχεια γίνονται οι κόμβοι σε ένα δίκτυο. Έτσι, λοιπόν, όλοι οι κόμβοι συμβολίζουν τους συντελεστές του δικτύου και οι ακμές την ύπαρξη σχέσης μεταξύ δύο εξ αυτών. Φορμαλιστικά η ακμή παίρνει μόνο τις τιμές 0 και 1, έτσι ώστε για την τιμή 0 να εξαφανίζεται η ακμή, ενώ για την τιμή 1 απλώς υφίσταται. Παρ' ότι τα Boolean δίκτυα δεν μπορούν να αποδώσουν πλήρως την σχέσεις μεταξύ των κόμβων τους, σε πολλές περιπτώσεις που μια τέτοια λεπτομέρεια δεδομένων δεν υπάρχει ή δεν ενδιαφέρει, αποτελούν μονόδρομο. Αυτό συμβαίνει επειδή τα Boolean δίκτυα δε μπορούν να επεξηγήσουν ακριβώς τη λειτουργία ενός γονιδίου καθώς αυτό δε βρίσκεται μόνο σε δύο καταστάσεις μέσα στο κύτταρο.
Κατασκευαστικό χαρακτηριστικό των δικτύων Boolean είναι το κατώφλι (threshold), μία τιμή που ανήκει στο διάστημα (0,1) και όποια ακμή έχει τιμή πάνω απ' το κατώφλι ξαναορίζεται ως 1, ενώ κάτω απ' αυτό ως 0. Με αυτόν τον τρόπο κατορθώνουμε να ψηφιοποιήσουμε (0 1) τα πειραματικά αναλογικά δεδομένα (0-1) που διαθέτουμε. Η εκλογή του κατάλληλου κατωφλιού είναι μείζονος σημασίας, μιας και η αλλαγή του μπορεί να επηρεάσει ριζικά το εικόνα του δικτύου, οπότε και εγκολπώνει όλη την περιπλοκότητα των κατά τα άλλα απλών Boolean, με αποτέλεσμα να απαιτούνται πολλές δοκιμές και διερεύνηση.