SimBiology® model состоит из множества выражений (реакции, дифференциальные уравнения, дискретные события), которые вместе описывают динамику биологической системы. Вы записываете выражения в терминах величин (отсеки, виды, параметры), которые также перечисляются в модели.
В SimBiology существует четыре различных типа выражений:
Реакции
Правила
События
Observables
A reaction описывает процесс, такой как процесс трансформации, переноса или связывания/разблокирования между реагентами и продуктами.
Примеры реакций включают:
Creatine + ATP <-> ADP + phosphocreatine cytoplasm.speciesA -> nucleus.speciesA
A rule является классом математических выражений, которые включают дифференциальные уравнения, начальные назначения, повторные назначения и алгебраические ограничения.
Для примера можно использовать правило для:
Задайте значения для компонентов модели, которые требуются для сравнения с экспериментальными данными. Например, определяют активную долю общего белка.
Присвойте значения компонентам модели на основе значений других компонентов модели. Например, задайте значение параметра как пропорциональное виду или другому параметру.
Задайте уравнения баланса массы.
Для видов используйте правила скорости в качестве альтернативы дифференциальному выражению скорости, генерируемому реакциями.
В event описывается мгновенное изменение значения величины (отсек, вид, параметр). Дискретный переход происходит, когда заданное пользователем условие становится истинным. Условие может быть определенным временем или определенным независимым от времени условием.
Для примера можно использовать событие для:
Активируйте или дезактивируйте определенный вид (активатор или ингибитор).
Измените значение параметров на основе внешних сигналов.
Изменение скорости реакции в ответ на сложение или удаление вида.
Повторите экспериментальное условие, такое как сложение или удаление активирующего агента (такого как лекарственное средство) в образец или из него.
Система координат Observable является математическим выражением, которое позволяет вам выполнять постсимуляционные вычисления. Для примера можно использовать наблюдаемый для:
Вычислите некоторую статистику, такую как площадь под кривой (AUC) профиля концентрации препарата.
Вычислите долю лиганда, которая связана с рецептором на каждом временном шаге.
Можно также использовать наблюдаемый как ответ в симуляции, подборе кривой данных и глобальном анализе чувствительности.
SimBiology использует три типа величин в моделях:
Отделения
Разновидности
Параметры
A compartment определяет физически ограниченную область, содержащую виды. Отсек характеризуется емкостью, выраженной в виде объема, площади или длины. Отсек может также содержать другие отсеки, что добавляет иерархию в модель. Например, отсек с именем cytoplasm может содержать отсек с именем nucleusтаким образом, разрезание видов на основе их расположения.
A species характеризует состояние биологической системы путем представления количества (или концентрации), присутствующего в системе для этой сущности. Примерами видов являются DNA, ATP, и creatine. Количества (или концентрации) видов варьируются во время симуляции в результате их участия в реакциях, дифференциальных уравнениях и событиях. Поэтому виды представляют динамическое состояние биологической системы.
parameter - это величина, на которую ссылаются выражения. Обычно он остается постоянным во время симуляции. Для примера параметры используются как константы скорости в реакциях.
Можно сконфигурировать параметр, чтобы он изменялся во время симуляции. Это полезно, например, для моделирования изменения скорости реакции с учетом концентрации катализатора или изменения температуры.
Обратите внимание на следующие условия, накладываемые на величины в иерархии модели:
Модели должны содержать по крайней мере один отсек.
Отсек может содержать один или несколько отсеков.
Виды всегда содержатся в отсеке.
В SimBiology модели и их компоненты реализованы как объекты. Эти объекты имеют свойства и методы, которые можно использовать для доступа к ним и их конфигурации. Используйте get метод для перечисления значений свойств объекта. Используйте запись через точку, чтобы изменить значения свойств объекта.
Объекты SimBiology являются указателем объектами, что влияет на то, как они ведут себя во время операций копирования. Указатели объектов ссылаются на их указатель переменной, а копии указателя переменной ссылаться на один и тот же объект. Чтобы узнать, как объекты указатель влияют на операции копирования, см. раздел «Копирование объектов».
