本书以复杂网络和基于复杂网络的复杂系统动力学为研究对象,提出了一种描述复杂网络动态演化的方法。本书既有基于数据库的理论研究及公式图表推演,也有案例分析,比如对9年内在同一超市购物的563个忠实顾客购买商品的状态轨迹进行追踪研究,还有对l7位接种H3N2流感病毒的志愿者的基因表达状态变化进行检测研究等。通过网络时空结构的比较,探讨了癌症基因标志物及癌症细胞生存的环境、流感发病前在基因网络上的表现以及基于顾客在超市购物轨迹变化的社会网络动态特征描述等问题。这些成果可用于疾病诊断及药物研发等。
章绪论1
节复杂网络在生理方而的研究/1
一、系统生物学/1
二、细胞网络/2
三、基于模块性质的细胞网络研究/4
四、细胞网络结构比较研究/6
五、复杂疾病标志物/7
六、代谢网络逆向工程/1O
七、网络状态变化与疾病预测/14
第二节复杂网络在社会方面的研究背景及现状/16
一、社会网络理论/17
二、社会网络理论的主要研究方法/19
第三节该项目的主要研究内容/21
一、研究方法/21
二、主要内容和创新点/21
三、存在的问题厦应对策略/23
第二章复杂网络基本理论25
节复杂网络结构的特征/27
网络图论/27
二、度和度的分布/28
三、网络直径和短路径长度/28
四、聚类系数/29
五、介数中心度/30
六、同配性与异配性/30
七、社区化结构/30
八、分形结构/31
九、k-Core结构/32
第二节复杂网络基本模型/32
一、规则网络模型/32
二、无规则网络模型/33
三、复杂网络模型/34
第三章代谢网络的重构37
节背景介绍/37
一、网络节点的确定/38
二、生化反应方向的确定/38
第二节构造鱼腥藻代谢网络的数据及方法/38
一、代谢反应数据/39
二、反应与酶的关系/39
三、酶与基因的关系/40
第三节代谢网络重构/40
第四节代谢网络/41
一、初步代谢网络/41
二、代谢网络的修正/42
三、反应网络/44
四、酶网络/44
第五节鱼腥藻代谢网络/45
……
第四章基于代谢网络逆向工程的结肠癌研究/48
第五章基于网络结构筛选结肠癌标志物/58
第六章以超市数据为例的网络动态演化过程研究/70
第七章以感冒病毒感染为例的复杂网络演化研究/80
第八章基于基尼系数的网络结构洞测量/90
第九章网络冗余与进化的关系研究/99
第十章基于可见图的采样频率时间序列的相关性研究/109
总结与展望/128
参考文献/131
附录/151