基于系综空腔理论的布尔网络信息传播行为研究与应用

项目名称： 基于系综空腔理论的布尔网络信息传播行为研究与应用

项目编号： No.11401017

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 郭炳晖

作者单位： 北京航空航天大学

项目金额： 22万元

中文摘要： 布尔网络的信息传播行为分析在生命活动预测和基因干预医疗方面具有重大意义，并被认为是当前生物数学领域的重要挑战性问题之一。特别是在临界参数区域高阶量级布尔网络集合性质统计分析方面，仍然面临高计算复杂度瓶颈。本项目计划以基因信息长程相关特性为突破点，通过随机高维布尔代数方程组和自旋因子图实现对信息行为的建模，利用统计物理系综空腔理论来分析布尔网络中瞬态、时滞和周期扰动信息随时间演化的扩散规律；同时，在构建启发式综览信息传播过程描述基因表达行为的基础上，降低临界相变区域大规模布尔网络分析计算复杂度并分析吸引集鲁棒性和系统可控性；进一步在通过极大匹配集计算驱动节点和基态生成元分析的基础上，构建关键基因调控节点快速识别算法和基因干预决策方法。在融合具有一定前期研究基础的能态模型及统计方法条件下，本项目将探索布尔网络信息演化行为新的描述框架、计算模式与分析方法，争取在理论与应用方面均取得创新与突破。

中文关键词： 基因调控网络；布尔网络；交互信息熵；最长控制链；信息传播行为

英文摘要： The analysis of information behavior of Boolean network plays an important role in the research of life activities prediction and genetic interference therapy and is considered as one of the most challenge problems in Biomathematics. Particularly, in aspe

英文关键词： Gene regulatory network；Boolean network；Mutual information entropy；Longest control chain；Information propagation behavior