16.5.2021
PB051
Analýza booleovských sítí
• identifikace atraktorů a jejich charakterizace

• dosažitelnost daného stavu, dosažitelnost atraktoru

• hledání modelů odpovídajících experimentálním datům
Analýza booleovských sítí
Identifikace atraktorů
Analýza booleovských sítí
• atraktory

• terminální silně souvislé komponenty přechodového grafu

• vyjadřují dlouhodobé chování systému (fenotypy, např.
deferenciace buňky)

• charakteristika atraktorů závisí na sémantice

• složitost hledání atraktorů (n … počet uzlů sítě) 

• NP těžký problém
𝒪(2n
)
Identifikace atraktorů
Analýza booleovských sítí
• jednostavové (bodové) atraktory 

• “koncové” stavy dynamiky

• systém může mít více bodových atraktorů (multistabilita)

• vícestavové atraktory

• cykly (oscilační chování)

• aperiodické chování (chaos)
Identifikace atraktorů
Analýza booleovských sítí
• je stav s dosažitelný z dané množiny výchozích stavů?

• existuje cesta do s

• procházení přechodového grafu do hloubky (nebo do šířky)

• dosažitelnost atraktorů

• existuje cesta do některého ze stavů atraktoru?

• bazény atrakce

• slabý bazén — stavy, z nichž je dosažitelný atraktor X

• silný bazén — stavy, z nichž je dosažitelný právě atraktor X
Dosažitelnost stavů a atraktorů
Analýza booleovských sítí
• experimentální data — diskretizovaná časová řada

• různé metody “binarizace” dat 

• vysvětluje síť data?

• logická souvislost mezi bezprostředně následujícími hodnotami
časové řady — logické funkce booleovské sítě

• X(t) vs. X(t + 1)
Hledání modelů
Analýza booleovských sítí
• typicky neznámé chování

• experimenty jsou vždy neúplné

• logická funkce booleovské sítě je neúplně specifikována

• neznámé chování logické funkce lze reprezentovat parametry
Hledání modelů
Analýza booleovských sítí
• synchronní vs. asynchronní sémantika

• synchronní — globální logická funkce

• asynchronní — lokální logické funkce

• vždy až parametrů pro logickou funkci s vstupy2m
m
Hledání modelů
Analýza booleovských sítí