本文選題：相同步　切入點(diǎn)：手機(jī)自組織網(wǎng)絡(luò)　出處：《華東師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：最近十幾年以來(lái),復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究迅速發(fā)展,其研究范圍涵蓋了物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程、社會(huì)學(xué)、以及經(jīng)濟(jì)學(xué)等多個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域,形成了一門(mén)新興的交叉學(xué)科,具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。本文著重研究了與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的兩個(gè)問(wèn)題,即Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)上的相同步、以及骨質(zhì)疏松基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的建模。1、Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)上的相同步。我們?cè)谝粋�(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨著時(shí)間改變的手機(jī)自組織網(wǎng)絡(luò)上研究了相振子同步過(guò)程。隨著節(jié)點(diǎn)的增多或者信號(hào)覆蓋半徑的增大,該網(wǎng)絡(luò)通過(guò)一個(gè)二級(jí)的滲流相變形成連通網(wǎng)。在動(dòng)力學(xué)方面,由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的流動(dòng)性增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的信息交流,從而使得振子動(dòng)力學(xué)更容易同步。特別地,我們?cè)谶@種網(wǎng)絡(luò)上發(fā)現(xiàn)了一種折返跑相同步現(xiàn)象。在同步時(shí),振子的瞬時(shí)頻率在正負(fù)之間波動(dòng),導(dǎo)致振子在相空間內(nèi)的一個(gè)較窄的范圍內(nèi)折返跑。我們通過(guò)理論解釋了這種折返跑相同步的機(jī)制,并對(duì)系統(tǒng)相變點(diǎn)做出了嚴(yán)格的求解。我們還研究了Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)上的爆發(fā)式同步現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)頻率權(quán)重模型和自適應(yīng)耦合模型都能表現(xiàn)出爆發(fā)式同步現(xiàn)象。這些發(fā)現(xiàn)有助于加深我們對(duì)于時(shí)變網(wǎng)絡(luò)同步化的理解。2、骨質(zhì)疏松基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的建模。骨質(zhì)疏松是一個(gè)和年齡相關(guān)的疾病,它的分子水平上的機(jī)制尚未解釋清楚。盡管研究證實(shí)炎性因子和骨質(zhì)疏松相關(guān),但是它們之間不是簡(jiǎn)單的因果關(guān)系。我們證實(shí)在分子水平上,荷爾蒙相關(guān)的通路和一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)相關(guān),包括雌激素信號(hào)通路,維甲酸信號(hào)通路,糖皮質(zhì)激素信號(hào)通路,維生素D信號(hào)通路,過(guò)氧化物酶體增殖物活化受體信號(hào)通路。這樣,雌激素作用在這個(gè)基因調(diào)控網(wǎng)上,使其固有的穩(wěn)態(tài)發(fā)生了改變,從而影響骨質(zhì)疏松的形成。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)表明,以某些方式中斷網(wǎng)絡(luò)的單一或多個(gè)組件可能導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥表型。我們?cè)O(shè)計(jì)了三組生物學(xué)實(shí)驗(yàn)：卵巢切除小鼠、假手術(shù)小組、以及葡萄糖酸鍶治療小鼠,測(cè)量了它們成骨細(xì)胞的透射電鏡圖和基因芯片,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了我們的假設(shè)。透射電鏡圖證實(shí)三種情況下,細(xì)胞處于不同的形態(tài)。因此成骨細(xì)胞的功能異常是骨質(zhì)疏松的重要原因�；蛐酒Y(jié)果顯示,糖皮質(zhì)激素和維生素D的下游基因發(fā)生了差異表達(dá),證實(shí)了以上信號(hào)存在著交互作用。我們構(gòu)建了一個(gè)包含八個(gè)節(jié)點(diǎn)的基因調(diào)控網(wǎng),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算,我們發(fā)現(xiàn)成骨細(xì)胞的正常態(tài)和骨質(zhì)疏松態(tài)的基因表型都包含在該網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)態(tài)中。這些結(jié)果表明,我們構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)可能是調(diào)控骨質(zhì)疏松的一個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)。這一工作有助于我們正確理解骨質(zhì)疏松的成因,并能為相關(guān)的治療提供思路。
[Abstract]:In the last decade or so, the research of complex networks has developed rapidly, covering many traditional fields such as physics, biology, medicine, engineering, sociology and economics. This paper focuses on two problems related to complex networks, that is, phase synchronization on Ad-hoc networks. And the modeling of osteoporosis gene regulation network. Phase synchronization in Ad-hoc network. We have studied the phase oscillator synchronization process in a mobile phone Ad hoc network with topology changing over time. With the increase of nodes or signals, we have studied the phase oscillator synchronization process. The increase in the coverage radius, The network forms a connected network through a two-stage seepage phase transformation. In dynamics, the flow of network nodes enhances the communication of network information, which makes the vibrator dynamics more synchronous. In this network, we have found a reverse phase synchronization phenomenon in which the instantaneous frequency of the oscillator fluctuates between positive and negative. We explain theoretically the mechanism of phase synchronization for the oscillator in a narrow range in the phase space. The phase change point of the system is solved strictly. We also study the explosive synchronization on Ad-hoc network. It is found that both the frequency weight model and the adaptive coupling model can exhibit explosive synchronization. These findings are helpful to deepen our understanding of the synchronization of time-varying networks and the modeling of osteoporosis gene regulatory networks. Pine is an age-related disease, Its molecular mechanisms have not yet been explained. Although studies have shown that inflammatory factors are associated with osteoporosis, they are not simply causal. We confirm that at the molecular level, Hormone related pathways are associated with a complex regulatory network, including estrogen signaling pathways, retinoic acid signaling pathways, glucocorticoid signaling pathways, vitamin D signaling pathways, The peroxisome proliferator activates the receptor signaling pathway. In this way, estrogen acts on the gene regulatory network, altering its inherent homeostasis, which affects the formation of osteoporosis. One or more components that interrupt the network in some ways may lead to osteoporosis phenotypes. We designed three biological experiments: ovariectomized mice, sham-operated groups, and strontium gluconate treated mice. The transmission electron microscopy (TEM) and the gene chip of their osteoblasts were measured, and the experimental results confirmed our hypothesis. The abnormal function of osteoblasts is an important cause of osteoporosis. Gene microarray results show that the downstream genes of glucocorticoid and vitamin D are differentially expressed. It is proved that there is interaction between the above signals. We have constructed an eight-node gene regulatory network, which is calculated by the dynamics analysis of the network. We found that the gene phenotypes of osteoblasts in both normal and osteoporotic states are included in the steady-state of the network. Our network may be a core network for the regulation of osteoporosis. This work can help us to understand the causes of osteoporosis correctly and provide ideas for the treatment of osteoporosis.
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R580;TN929.5

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本文編號(hào)：1619991