Stability analysis of a state-dependent delay differential equation for cell maturation: analytical and numerical methods
Notice bibliographique
Résumé
We consider a mathematical model describing the maturation process of stem cells up to fully mature cells. The model is formulated as a differential equation with state-dependent delay, where maturity is described as a continuous variable. The maturation rate of cells may be regulated by the amount of mature cells and, moreover, it may depend on cell maturity: we investigate how the stability of equilibria is affected by the choice of the maturation rate. We show that the principle of linearised stability holds for this model, and develop some analytical methods for the investigation of characteristic equations for fixed delays. For a general maturation rate we resort to numerical methods and we extend the pseudospectral discretisation technique to approximate the state-dependent delay equation with a system of ordinary differential equations. This is the first application of the technique to nonlinear state-dependent delay equations, and currently the only method available for studying the stability of equilibria by means of established software packages for bifurcation analysis. The numerical method is validated on some cases when the maturation rate is independent of maturity and the model can be reformulated as a fixed-delay equation via a suitable time transformation. We exploit the analytical and numerical methods to investigate the stability boundary in parameter planes. Our study shows some drastic qualitative changes in the stability boundary under assumptions on the model parameters, which may have important biological implications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».