تغییر در دینامیک یک سیستم با استفاده از ورودی های زمان محدود: کاربرد در درمان و مدلسازی سرطان

در این مقاله، یک مدل ریاضی جدید جهت نمایش اندرکنش بین سلول­های سالم و سرطانی در داخل بدن، ارائه می­گردد. برای این هدف، اثر ورودی بر روی دینامیک یک سیستم مورد بررسی قرار می­گیرد. سوال این است که اگر یک ورودی که تنها برای یک دوره محدود زمانی، به یک سیستم دینامیکی اعمال می­شود، قادر به تغییر در مشخصه­های دینامیکی سیستم می­باشد؟؛ بطوریکه رفتار سیستم آزاد، پس از حذف ورودی، متفاوت با رفتار سیستم آزاد قبل از اعمال آن ورودی باشد. نشان داده شده است که غیرخطی بودن سیستم، یک شرط لازم برای تغییر دینامیک آن سیستم با ورودی اعمالی در زمان محدود است. بر مبنای نتایج، پروتکل شتابی بهترین پروتکل رادیودرمانی می­باشد. همچنین، پس از اتمام رادیودرمانی، بیمار بهبودی کامل خود را بازمی­یابد و سرطان به دلیل اصلاح دینامیک آن با استفاده از ورودی، قادر به بازگشت نمی­باشد. از این رو، تحلیل حاضر پیشنهاد می­کند که یک روش درمانی مناسب باید دینامیک مدل سرطان را نیز، علاوه بر کاهش تعداد سلول­های سرطانی، اصلاح نماید.