Модульное моделирование сложных биологических систем на примере сердечнососудистой системы человека

(По материалам кандидатской диссертации)

Семинар: Информационные технологии
Начало заседания: 14:35

Дата выступления: 29 Октябрь 2013

Организация: КТИ ВТ СО РАН (Новосибирск)

Авторы: Киселев И.Н.

В работе разработан подход к моделированию биологических систем, основанный на представлении системы в виде набора взаимосвязанных подсистем, каждая из которых моделируется отдельно. Модель всей системы создается как комбинация подмоделей (модулей). В работе разработана графическая нотация для модульных моделей и алгоритм автоматического создания "плоской" (т.е. не содержащей подмоделей) модели в случае, когда все модули содержат системы ОДУ с мгновенными событиями. В случае различного формализма подмоделей (ОДУ, УЧП, стохастические модели) применяется подход на основе принципов агентного моделирования. Описанные алгоритмы реализованы в виде программных модулей к платформе BioUML (www.biouml.org) и предоставляют средства для визуального создания и численных расчетов моделей биологических систем широкого класса. С помощью созданного программного обеспечения была создана комплексная модульная модель ССС человека, демонстрирующая как долгосрочные, так и краткосрочные процессы и включающая в себя элементы следующих моделей: 1. Модель с сокращающимся сердцем (Солодянников, 1994). 2. Модель с почечной регуляцией (Karaaslan, et al, 2005). 3. Одномерная модель артериального дерева (Lamponi, 2004). Благодаря своей структуре модель является расширяемой и может использоваться в качестве основы для глобальной модели физиологии человека.