生物医学网络科学Biomedical Network Science
Dynamics & Control

网络动力学与控制

网络上的状态演化:扩散与流行病传播、同步与耦合动力系统、稳定性与鲁棒性、线性与结构可控性及其在生物系统中的适用条件。

Topics专题

网络上的传播与免疫

Spreading processes and immunization

研究病原体、信息与行为如何沿网络传播,网络结构怎样决定流行阈值,以及如何选择免疫、追踪与干预对象。

  1. 网络传播过程
  2. 均匀混合下的经典传播模型
  3. 度异质性与流行病阈值
  4. 接触网络:数据与结构
  5. 配对近似、边基模型与消息传递
  6. 时间网络与阵发性
  7. 集合种群与全球传播
  8. 再生数与超级传播

同步与协同动力学

Synchronization and collective dynamics

研究耦合振荡器如何在网络上达成同步,网络拓扑怎样决定同步阈值与稳定性,以及同步异常与疾病的关系。

  1. 同步现象与类型
  2. Kuramoto 模型与序参量
  3. 网络拓扑与同步阈值
  4. 拉普拉斯谱与代数连通度
  5. 主稳定函数与可同步性
  6. 模块结构与分层同步
  7. 爆发式同步
  8. 簇同步与奇异态

Interactive交互可视化

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Papers论文精读

经典网络动力学与控制▶ 视频Nature · 2011

复杂网络的可控性

Controllability of complex networks
Liu Y-Y, Slotine J-J, Barabási A-L

把结构可控性转化为最大匹配,算出最少驱动节点数,发现其主要由度分布决定,且驱动节点倾向于避开枢纽。

经典网络动力学与控制脑网络与连接组Nature · 2017

网络控制原理预测秀丽隐杆线虫连接组中的神经元功能

Network control principles predict neuron function in the Caenorhabditis elegans connectome
Yan G, Vértes PE, Towlson EK, Chew YL, Walker DS, Schafer WR, et al.

用目标可控性分析线虫连接组,预测运动控制所需的神经元,并以单神经元消融实验验证 PDB 与 DD04/DD05。

研究论文网络动力学与控制▶ 视频Scientific Reports · 2016

输入图:控制复杂网络的隐藏几何结构

Input graph: the hidden geometry in controlling complex networks
Zhang X, Lv T, Pu Y

用"控制邻接"构造输入图,证明交换定理并把节点控制类型归结为输入图的连通分支,解释了稠密网络的控制双峰现象。

研究论文网络动力学与控制▶ 视频Scientific Reports · 2017

寻找控制复杂网络的全部可能输入节点的高效算法

An efficient algorithm for finding all possible input nodes for controlling complex networks
Zhang X, Han J, Zhang W

证明只需一个最大匹配及其交替路径即可找出全部可能输入节点,把复杂度降到与最大匹配相同,并输出每个输入节点的替代节点集。

研究论文网络动力学与控制分子网络与基因调控▶ 视频iScience · 2023

癌症维持基因作为治疗靶点

Cancer-keeper genes as therapeutic targets
Zhang X, Pan C, Wei X, Yu M, Liu S, An J, et al.

提出在所有控制方案中都处于控制路径中间的控制枢纽,用作癌症维持基因,并在膀胱癌细胞和小鼠模型中检验部分候选。

研究论文网络动力学与控制▶ 视频IEEE Transactions on Network Science and Engineering · 2026

动态网络的自适应控制

Adaptive Control of Dynamic Networks
Pan C, Zhang X, Zheng H, Zhang Y, Su Z, Zhang C, et al.

在只知道历史拓扑的条件下,为动态网络每个快照实时选取驱动节点,并使前后驱动节点尽量一致以降低切换代价。

研究论文网络动力学与控制▶ 视频NeurIPS(Main Track,poster) · 2026

语言模型的稀疏内部控制

Sparse Internal Control of Language Models
Zhang X

把目标控制的思想用到冻结语言模型内部:选少数内部站点做推理时干预来驱动目标行为,并用六轴协议区分哪些控制性质成立。

Data & tools数据与软件