Як це працює
Маса пухлини розташована праворуч на полотні й безперервно виділяє VEGF (судинний ендотеліальний фактор росту) у дифузне, згасаюче хімічне поле. Ліворуч фіксована материнська судина періодично випускає нові клітини-кінчики капілярів. Кожен кінчик вимірює поле VEGF у трьох точках, спроєктованих попереду нього — попереду-зліва, прямо попереду і попереду-справа — і скеровується до того показника, що вищий, із силою цього скерування, заданою повзунком хемотаксичної чутливості. Рухаючись, кінчик залишає за собою постійний слід судини, тож шлях паростка стає новим сегментом кровоносної судини.
Кожен активний кінчик має невеликий шанс на кадр, заданий повзунком імовірності розгалуження, розділитися на два кінчики, що прямують у трохи різних напрямках, наслідуючи реальне розгалуження ендотеліальних клітин-кінчиків. Коли паросток, що росте, проходить на короткій відстані від іншого сегмента судини, відбувається анастомоз: дві судини зливаються, і кінчик припиняє рости, утворюючи петлю, якою могла б текти кров. Коли ж кінчик натомість досягає самої маси пухлини, це з'єднання позначається сяючим червоним і рахується окремо, оскільки представляє судину, здатну безпосередньо живити пухлину киснем і поживними речовинами — результат, який пухлини використовують, щоб продовжувати рости понад дифузійну межу в кілька міліметрів.
Дифузія+згасання: поле = розмиття3x3(поле)·швидкістьДифузії + поле·(1-швидкістьДифузії); поле *= 0.995
Скерування кінчика: повернути до argmax(V(попереду-зліва), V(попереду), V(попереду-справа)) · хемоЧутливість
Анастомоз: злити кінчик із сегментом судини, якщо відстань(кінчик, сегмент) < 6px
Часті запитання
Що таке ангіогенез пухлини?
Ангіогенез пухлини — це процес, у якому пухлина, що росте, залучає нові кровоносні судини з наявної поруч судинної мережі, щоб забезпечити собі кисень і поживні речовини, потрібні для росту понад кілька міліметрів у розмірі.
Що таке VEGF і чому пухлина його виділяє?
VEGF (судинний ендотеліальний фактор росту) — це сигнальний білок, що виділяється клітинами пухлини, які потерпають від нестачі кисню (гіпоксії). Він дифундує назовні й утворює градієнт концентрації, який сусідні кровоносні судини можуть відчувати й рости до нього.
Як кінчики капілярних паростків знаходять шлях до пухлини?
Кожен кінчик паростка вимірює концентрацію VEGF трохи попереду, зліва й справа від себе, а потім зміщує наступний крок у бік найвищого показника — зміщене випадкове блукання вгору по хімічному градієнту, з силою зміщення, що задається хемотаксичною чутливістю.
Що таке анастомоз?
Анастомоз — це злиття кінчика паростка, що росте, з іншим сегментом судини, коли вони наближаються достатньо близько. Він перетворює сліпий паросток на замкнений, перфузований канал, яким кров дійсно може текти.
Що таке модель Андерсона-Чапліна?
Модель Андерсона-Чапліна — це класична математична модель ангіогенезу, спричиненого пухлиною, що поєднує дифузне, згасаюче поле VEGF із дискретними ендотеліальними клітинами-кінчиками, чий рух зміщується локальним градієнтом VEGF, плюс правила розгалуження та анастомозу.