Degeneracy in negative feedback (NFBL) and incoherent feedforward (IFFL) loops: Adaptation and resonance
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Degeneracy in dynamic models refers to these situations where multiple combinations of parameter values produce identical patterns for the observable variable. We investigate this phenomenon in two qualitatively different adaptive circuit mechanisms: nonlinear feedback loop (NFBL) and incoherent feedback loop (IFFL). We use minimal models of these circuit types together with analytical calculations, regular perturbation analysis, dynamical systems tools and numerical simulations. In response to constant (or step-constant) inputs, NFBLs and IFFLs produce and overshoot allowing the observable variable to return to a value closer to baseline than the peak (adaptation). We identify the dynamic principles underlying the emergence of degeneracy in adaptive patterns both within and across circuit types in representative NFBL and IFFL models in terms of biologically plausible parameters. We identify the conditions under which degeneracy persists in response to oscillatory inputs with arbitrary frequencies, giving rise to resonance and phasonance degeneracy. This naturally extends to the response of adaptive systems to time-dependent inputs within a relatively large class. By using phase-plane analysis, we provide a mechanistic, dynamical systems-based interpretation of degeneracy. Our results have implication for the understanding of adaptive systems, for the relationship between adaptive and resonant/phasonant systems, for the understanding of complex biochemical circuits, for neuronal computation, and for the development of methods for circuit and dynamical systems reconstruction based on experimental or observational data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».