细胞计算的能量成本 (2012)

Hacker News Top 2026/07/12 01:59 论文

摘要

本文从理论上计算了一个简单的细胞网络计算配体浓度的能量成本，表明打破细致平衡和消耗能量对于学习是必要的，这对资源受限的环境具有重要意义。

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缓存时间: 2026/07/12 10:48

# 细胞计算的能量成本
来源：https://arxiv.org/abs/1203.5426
查看PDF (https://arxiv.org/pdf/1203.5426)

> 摘要：细胞常常通过计算来响应环境信号。一个经典例子是Berg和Purcell首次考虑的问题：确定周围环境中化学配体的浓度。根据一般理论原理（Landauer原理），这种计算预计需要细胞消耗能量。本文针对一个简单的双组分细胞网络——该网络实现了带有噪声的Berg-Purcell策略——显式计算了计算配体浓度的能量成本。我们表明，了解外部浓度需要破坏细致平衡并消耗能量，且学得越多，所需能量越大。我们的计算提示，细胞计算的能量成本可能是那些设计用于资源贫乏环境（如细菌孢子萌发网络）的网络的重要约束条件。

## 提交历史

来自：Pankaj Mehta [查看邮件](https://arxiv.org/show-email/1a5c1110/1203.5426) **[\[v1\]](https://arxiv.org/abs/1203.5426v1)** 2012年3月24日星期六 15:52:10 UTC (652 KB) **[\[v2\]](https://arxiv.org/abs/1203.5426v2)** 2012年4月4日星期三 14:21:24 UTC (652 KB) **[v3]** 2012年4月10日星期二 16:26:01 UTC (652 KB)