元胞自动机在模拟细胞行为方面的应用

摘要

在生物细胞生长机理以及莫诺德微分方程模型的基础上,推导出生物细胞生长以及底物消耗的微分方程,并基于此建立模拟生物细胞生长的元胞自动机模型(CABCGM).CABCGM采用二维细胞自动机作为细胞的生长空间,采用Moore型邻域作为细胞的邻居规则,其演化规则根据细胞的生长机理和推导出的动力学微分方程设计.在建立元胞自动机模型的前提下,以Matlab为开发工具来实现模型编程,并进行仿真实验.仿真结果表明,利用元胞自动机建立的生物细胞的生长模型与实际微分方程细胞的生长曲线比较吻合(尤其在前期时间段),故元胞自动机能较好地描述细胞生长的演化行为.