La mejor representación visual de esto sería el proyecto Ottawa 2008 para producir el “Pulsilator” [1]. Este es el lenguaje que se deriva principalmente de la teoría de control.
Un bucle de realimentación se forma cuando un sistema tiene una entrada (A) que va (alimenta) a una salida (D). Esta salida luego retroalimenta al influir en la actividad de la entrada (A).
Un bucle Feedforward se forma cuando un sistema tiene una entrada (A) que entra en una salida (B) que luego se alimenta al influir en la actividad de otra salida de A (C).
Para explicar el papel biológico de estos motivos de red, tendremos que recurrir a Uri Alon, que es el experto en el tema. Cuando él y sus alumnos comenzaron a observar todas las posibles interacciones entre tres nodos, rápidamente se dieron cuenta de que solo eran 13 posibles “motivos”. [2]
Los más notables son 5, que es un Feedforward Loop y 9, que es un Feedback Loop.
Si compara este tipo de interacción con otros tipos de redes regulatorias, encontrará que las redes de regulación de genes reflejan redes de alimentos con muchos motivos de Feed Forward Loops y Bi-Fan. Las redes neuronales son similares a los chips lógicos avanzados. Curiosamente, la World Wide Web es una especie de groupfuck.
Curiosamente, el diseño del circuito del represasilador como se describe en el ADN: ¿Cómo leo este diagrama de biología (genética?). rara vez aparece como un motivo.
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No todos los bucles de avance son iguales. Si altera las interacciones para que sean positivas o negativas, puede obtener resultados diferentes. Con el motivo Feedforward, puedes obtener 8 tipos de motivos adicionales. 4 redes coherentes donde las salidas (Y) y (Z) están correlacionadas y 4 redes incoherentes donde (Y) y (Z) están anticorrelacionadas. [3]
¿Cuál es exactamente el impacto de estos circuitos de control? Con la introducción del control de prealimentación, puede introducir demoras en el procesamiento de la información. En el ejemplo de un Feedfoward Loop incoherente, después de activar nuestra entrada (X), comienza la producción de ambas salidas (Y) y (Z). Sin embargo, (Y) bloqueará (Z). Sin embargo, dado que hay un retraso de tiempo en la activación de (Y), la influencia de (Y) en (Z) no se sentirá inmediatamente. Como resultado, puede generar un pulso de (Z). [4] Estos pulsos juegan un papel muy importante en la activación de los pasos en la biología del desarrollo.
La retroalimentación positiva y los motivos de retroalimentación negativa también son reguladores importantes. Con estos sistemas, puede construir en la memoria y esencialmente un transistor. Mirando la figura C y F, con estos bucles, solo activará G2 si alcanza un umbral crítico (en este ejemplo cuando [S] = 1). Una vez activado, requiere que [S] caiga por debajo de un umbral crítico antes de apagarse. Otro ejemplo de uso de redes para lograr dentro y fuera del comportamiento constitutivo
La biología es demasiado complicada como para ser solo A-> B. Para lograr la complejidad de orden superior a través de interacciones individuales, utiliza redes para construir estos sistemas biológicos avanzados y bien controlados. La retroalimentación y los bucles Feedforward son herramientas recurrentes que hacen de la vida las máquinas que son.
[1] Equipo: Universidad de Ottawa / Proyecto
[2] http://wws.weizmann.ac.il/mcb/Ur….
[3] Página en weizmann.ac.il
[4] Una red de ADN como sistema de procesamiento de información