Persönliche Gesundheit

Könnte die Mathematik helfen, besser zu behandeln Krebs?

Die Entwicklung und das überleben von Lebewesen sind verbunden mit der Fähigkeit Ihrer Zellen, zu erkennen und darauf korrekt zu reagieren auf Ihre Umwelt. Um dies zu tun, Zellen kommunizieren durch Chemische signal-Systeme, als auch Signalwege, die zu regulieren und zu koordinieren und die Zellaktivität. Allerdings beeinträchtigt die Informationsverarbeitung kann verhindern, dass Zellen sich aus der Wahrnehmung Ihrer Umwelt richtig; Sie beginnen, dann handeln in einer unkontrollierten Art und Weise und dies kann dazu führen, die Entwicklung von Krebs. Um besser zu verstehen, wie beeinträchtigt die Informationsübertragung beeinflusst die Aktivität von Kranken Zellen, Forscher an der Universität von Genf (UNIGE), der Schweiz, gehen über den Bereich der Biologie. Sie schlagen vor zu prüfen, zellulären Kommunikation im Licht der Informationen, Theorie, einer mathematischen Theorie, Häufig in der informatik. Diese Arbeit, entdeckt zu werden in der Zeitschrift Trends in Cell Biology, bietet einen radikal neuen Ansatz in der Onkologie.

„In einer Art und Weise, Krebs angesehen werden können, als Informationen, die Krankheit“, sagt Karolina Zielińska, ein Forscher in der Translationalen Forschung in der onko-Hämatologie (CRTOH) an der UNIGE Fakultät von Medizin und ersten Autor dieser Arbeit. „Aber während der onkogenen macht der über – oder unter-aktivierten Signalwegen ist bekannt, die genauen Mechanismen bleiben rätselhaft.“ Wie, ja, machen Zellen, Ihre Entscheidungen auf der Grundlage der Informationen, die Sie wahrnehmen oder nicht mehr wahrnehmen? „Manchmal ist die Biologie allein ist nicht genug, um alles entziffern“, erklärt Vladimir Katanajew, professor an der CRTOH, wer führte die Forschung.

Messunsicherheit

In den späten 1940er Jahren, die amerikanischen Mathematiker Claude Shannon entwickelt, die eine probabilistische Theorie zu quantifizieren, die übermittelten Informationen in einem Satz von Nachrichten, die über einen verrauschten Kommunikationskanal. Diese Theorie ermöglicht hat, die Entwicklung der modernen Kommunikationssysteme und Computer. Es ist auch die basis für eine Vielzahl von Anwendungen wie Datenkompression und übertragung, Kryptographie und künstliche Intelligenz. „Aber neugierig, Shannon‘ s Theorie hat nicht sehr viel angewendet worden, im Bereich der Zell-Signalisierung“, sagt Karolina Zielińska, die sowohl ein Mathematiker und ein Biologe. „Unsere Idee ist, um dieses mächtige Werkzeug zu prüfen, die Entscheidungen von Kranken Zellen an und Vergleich Sie mit denen von gesunden Zellen.“

Informationen, die Theorie anhand der Wahrscheinlichkeit die Theorie als grundlegendes Werkzeug. Seine Haupt Konzept, genannt Entropie, Ziele zu Messen, die Unsicherheit von zufälligen Variablen. „Wenn wir beispielsweise eine Münze werfen, die Münze kann nach dem Zufallsprinzip fallen auf Köpfe oder Schwänze, so dass das Ergebnis unsicher ist. Stellen Sie sich nun eine Münze mit zwei identischen Gesichter: das Ergebnis ist sicher, und die Entropie wird null. Entropie, so wertet der Grad der Unsicherheit einer Zufallsvariable. Wenn Sie angewendet werden, um die Kommunikation, die Entropie gibt an, die Menge der notwendigen Informationen für die Empfänger zu bestimmen eindeutig, was die Quelle übermittelt hat.“-

Von der Mathematik zur Biologie

Angewendet auf die Zelle Signalisierung, Informationstheorie erlaubt es zu untersuchen, wie Zellen die Informationen verarbeiten, die Sie erhalten aus Ihrer Umgebung. Wenn eine Zelle erhält einen stimulus—Informationen aus der Umwelt, welche die Konzentrationen der Informationen kann die Zelle Prozess ohne Fehler? Kennen Sie eine Zelle, die Antwort, können wir unterscheiden zwischen verschiedenen stimuli zu bewerten, welche eine bestimmte Reaktion ausgelöst? Diese Fragen sind wichtig in der Krebsforschung. In der Tat, Krebs-Zellen möglicherweise nicht in der Lage, Informationen zu verarbeiten, die von der Umwelt als auch gesund Zellen und beginnen, sich zu vermehren und teilen, wenn es ist nicht notwendig, dies zu tun.