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高通量技术(High-through technique)的发展提供了细胞内诸多元素之间复杂关系的数据。从这些关系数据中认识生物功能成为当前生命科学的热点问题。复杂网络理论可以描述复杂系统诸多元素之间的结构关系及其与复杂系统功能的联系。复杂网络理论的发展成为认识细胞内生命过程的理论基础。细胞内基因,蛋白质,小分子等构成的复杂网络是一个基于信号传递的调控网络。本文对复杂网络上影响信号传递的关键节点问题进行了初步的探讨。
本文首先介绍了当前复杂网络方法在生物学中的各个应用方面和存在的问题,并简要介绍了几种最基本的理论模型及其动力学特性。
通过量子力学的本征函数出现几率的概念,结合非晶态理论,定义表征复杂网络扩散能力的参数C<,p>。并对两个基本网络模型拓扑矩阵本征矢出现几率的计算,找到网络的“关键节点”。通过计算网络模型删除“关键节点”前后网络扩散能力系数的变化,发现所找到的“关键节点”对网络的扩散能力有重大影响,确实为网络的重要节点。
本文确定的在网络中寻找关键节点的方法,能够对以后建立网络模型起到指导作用,也能够在把复杂网络方法应用到实际网络时起到分析问题的作用。