理大高等研究院杰出学人讲座：清华大学冯西桥教授主讲「细胞动力学的多尺度理论与数值方法」

生物组织中的生理与病理过程，往往涉及生物、化学、力学及物理等多种因素之间错综复杂的相互作用。然而，细胞在几何结构、物理特性及生物功能等方面具有高度复杂性与特异性，因此如何准确模拟其丰富多样的动态行为，至今仍是一项极具挑战性的课题。本次讲座将介绍细胞生物—化学—力学耦合动态过程的多尺度理论与数值方法。首先，讲座将探讨机械与化学因素之间的回馈耦合作用如何导致细胞动态不稳定性。例如，讲座将阐释果蝇（Drosophila）羊膜浆膜（amnioserosa）等生物组织中的细胞群体，为何会出现自发性的振荡行为。其次，讲座将从实验与理论两个层面探讨细胞群体迁移（collective cell migration）行为。研究团队建立了适用于细胞群体行为的时间无关统计定律，并进一步运用高阶熵理论，阐明所得尺度律（scaling laws）所反映的普适性。最后，本讲座将介绍一套细胞动力学的多尺度数值方法，并透过多个实例展示其应用，例如癌细胞扩散（metastasis）的模拟。