理大高等研究院傑出學人講座：清華大學馮西橋教授主講「細胞動力學的多尺度理論與數值方法」

生物組織中的生理與病理過程，往往涉及生物、化學、力學及物理等多種因素之間錯綜複雜的相互作用。然而，細胞在幾何結構、物理特性及生物功能等方面具有高度複雜性與特異性，因此如何準確模擬其豐富多樣的動態行為，至今仍是一項極具挑戰性的課題。本次講座將介紹細胞生物—化學—力學耦合動態過程的多尺度理論與數值方法。首先，講座將探討機械與化學因素之間的回饋耦合作用如何導致細胞動態不穩定性。例如，講座將闡釋果蠅（Drosophila）羊膜漿膜（amnioserosa）等生物組織中的細胞群體，為何會出現自發性的振盪行為。其次，講座將從實驗與理論兩個層面探討細胞群體遷移（collective cell migration）行為。研究團隊建立了適用於細胞群體行為的時間無關統計定律，並進一步運用高階熵理論，闡明所得尺度律（scaling laws）所反映的普適性。最後，本講座將介紹一套細胞動力學的多尺度數值方法，並透過多個實例展示其應用，例如癌細胞擴散（metastasis）的模擬。