Reguły

Reakcje i zależności pomiędzy agentami w języku ModeLang zapisywane są w postaci reguł. W związku z tym, że jest to kontrolowany język naturalny, reguły zapisujemy w postaci zdań, które są podzbiorem języka naturalnego. Elementy nazwane Entity Name i Parameter Name (zapisane w na-wiasach kwadratowych reguł) są interpretowane jako nazwy własne, natomiast pozostałe elementy reguł są wyszukiwane w słownikach słów kluczowych w zależności od części zdania, którą powinny reprezentować. ModeLang składa się z dziesięciu reguł.

5.2.2.1 Reguła 1

Reguła 1 może być użyta, aby opisać tworzenie nowego agenta.

[Entity Name 1] [is] [created] [by] [Entity Name 2] [at rate] [Parameter Name]

Rysunek 22. Reguła 1

Taka reguła może przykładowo opisywać tworzenie nowych komórek przez podział lub emitowanie nowych komórek przez inny typ komórek. Przykładowe zapisy w języku ModeLang:

Healthy hepatocyte is created by healthy hepatocyte at rate rHu.

Virions are emitted by infected hepatocytes at rate rHi.

5.2.2.2 Reguła 2

Reguła 2 może być użyta aby opisać niszczenie agenta poprzez innego agenta.

[Entity Name 1] [is] [destroyed] [by] [Entity Name 2] [at rate] [Parameter Name]

Rysunek 23. Reguła 2

Taka reguła może przykładowo opisywać zabijanie roślinożerców przez drapieżników znane z modelu Lotki-Volterry lub wyniszczanie zdrowych komórek przez bakterię w przypadku modelu infekcyjnego.

Przykładowe zapisy w języku ModeLang:

Healthy cells are destroyed by bacteria at rate rV.

Infected cell is destroyed by lymphocytes at rate rI.

5.2.2.3 Reguła 3

Reguła 3 opisuje przemianę agenta w innego agenta.

[Entity Name 2] [mutates] [into] [Entity Name 1] [at rate] [Parameter Name]

Rysunek 24. Reguła 3

Taka reguła może przykładowo opisywać mutowanie się komórek lub ich dezaktywację. Istotną cechą niniejszej reguły jest brak wpływu środowiska zewnętrznego na przemianę (nie zachodzi ona pod wpły-wem działania innych agentów). Przykładowe zapisy w języku ModeLang:

Healthy hepatocyte transforms into inactive hepatocyte at rate rT.

Healthy cell mutates into mutated cell at rate rM.

5.2.2.4 Reguła 4

Reguła 4 opisuje śmierć agenta.

[Entity Name 1] [dies] [at rate] [Parameter Name]

Rysunek 25. Reguła 4

Taka reguła może przykładowo opisywać samoistne umieranie komórek lub umieranie drapieżników w modelu Lotki-Volterry. Przykładowe zapisy w języku ModeLang:

Healthy hepatocytes die at rate rD.

Virions decay at rate rDC.

5.2.2.5 Reguła 5

Reguła 5 opisuje łączenie dwóch różnych jednostek w trzecią.

[Entity Name 1] [and] [Entity Name 2] [merges] [into] [Entity Name 3]

[at rate] [Parameter Name]

Taka reguła może przykładowo opisywać proces znany z modelu infekcji wirusa HCV, gdzie ma miejsce infekowanie zdrowych hepatocytów przez viriony w efekcie powodując powstanie zainfekowanych he-patocytów. Przykładowe zapisy w języku ModeLang:

Healthy hepatocyte and virion join into infected hepatocyte at rate rJ.

Healthy hepatocytes and infected hepatocytes combines into infected hepatocytes at rate rInf.

5.2.2.6 Reguła 6

Reguła 6 opisuje granice rozrostu jednostek wskazanego agenta lub wskazanych agentów łącznie za-równo jeżeli chodzi o minimalne liczby, jak i maksymalne.

[Number of] [Entity Name 1] [and] [Entity Name 2] [and] ... [Entity Name n] [is] [less than | greater than] [PARAMETER]

Taka reguła ma istotne znaczenie w środowiskach, w których występuje problem pojemności środowi-skowej. Nie można doprowadzić do sytuacji, w której przykładowo model zawiera większą liczbę zdro-wych i zainfekowanych hepatocytów niż maksymalna pojemność wątroby. W celu zamodelowania ta-kiego środowiska można zastosować regułę pojemnościową. Przykładowe zapisy w języku ModeLang:

Number of Healthy hepatocytes and Infected hepatocytes is less than Umax.

Number of virions is less than Vmax.

5.2.2.7 Reguła 7

Reguła 7 opisuje potencjalny stan w jakim może znaleźć się agent.

[Entity Name 1] [can] [be | have]? [immune]

Taka reguła może przykładowo opisywać zachowania warunkowe, które wpływają na proces interpre-tacji obliczeniowej modelu. Jeżeli pewne interakcje pomiędzy agentami zachodzą jedynie w pewnych okolicznościach, można zamodelować to z wykorzystaniem tej reguły. Przykładowe zapisy w języku ModeLang:

Healthy hepatocyte can be resistant if vaccinated.

Infected hepatocyte can resist if not vaccinated.

5.2.2.8 Reguła 8

Reguła 8 może być użyta gdy do modelowanego systemu agenty dostarczane są z zewnątrz lub po-wstają w środowisku bez konieczności interakcji z innymi agentami.

[Entity Name 1] [is] [created] [at rate] [Parameter Name]

Rysunek 27. Reguła 8

Taka reguła może przykładowo opisywać proces tworzenia hepatocytów w wątrobie, gdzie tempo two-rzenia jest niezależne od liczności i działań innych występujących agentów w modelowanym środowi-sku. Przykładowe zapisy w języku ModeLang:

Healthy hepatocytes are created at speed s.

5.2.2.9 Reguła 9 (Kreatywna reguła n : n)

Pierwsza grupa reguł w języku ModeLang powstała z myślą o możliwości zamodelowania infekcji wi-rusa HCV i innych o podobnej strukturze. Następnie do testów były dołączane kolejne modele i wraz z nim rosła liczba reguł i możliwych kombinacji zachodzących interakcji. Reguła 9 powstała w celu umoż-liwienia zamodelowania interakcji o dowolnym zestawie reagentów i produktów reakcji, czyli agentów, którzy wchodzą w reakcję i agentów, których otrzymujemy w konsekwencji działania reakcji (stąd na-zwa pomocnicza kreatywnej reguły N:N).

[Entity Name 1] ([and] [Entity Name 2])* [is] [created] [by]

[Entity Name 3] ([and] [Entity Name 4])* [at rate] [Parameter Name]

Ze względu na dowolność doboru zbioru reagentów i produktów reakcji, możliwe przykładowe zasto-sowanie jest szerokie i zgodnie z poniższym przykładem możemy wskazać interakcje, które zachodzą pomiędzy hepatocytami o różnym stanie wynikającym z przebiegu modelu, w efekcie otrzymując he-patocyty o stanie, który wynika z parametrów zachodzącej reakcji:

Healthy hepatocytes and Another hepatocytes are created by Healthy hepatocytes at speed rHU.

Healthy hepatocytes are created by Healthy hepatocytes and Another hepatocytes at speed rHU.

Healthy hepatocytes and Another hepatocytes are created by Healthy hepatocytes and Another hepatocytes at speed rHU.

5.2.2.10 Reguła 10 (Destruktywna reguła n : n)

Reguła 10 jest rozwinięciem reguły 9 do zastosowań destruktywnych. Możliwe jest zamodelowanie za pomocą reguły 10 niszczenia agentów w dowolnym zestawieniu, przez wskazany zestaw agentów, któ-rzy dokonują destrukcji.

[Entity Name 1] ([and] [Entity Name 2])* [is] [killed] [by]

[Entity Name 3] ([and] [Entity Name 4])* [at rate] [Parameter Name]

Rysunek 29. Reguła 10

Taka reguła może przykładowo opisywać proces niszczenia dowolnych typów hepatocytów przez tru-ciznę wstrzykniętą przez agenta z zewnątrz, zgodnie z poniższym przykładem:

Healthy hepatocytes and Another hepatocytes are killed by poisonous agent at speed rHU.

Healthy hepatocytes are destroyed by Healthy hepatocytes and Another hepatocytes at speed rHU.

Healthy hepatocytes and Another hepatocytes are killed by Healthy

hepatocytes and Another hepatocytes at speed rHU.