Loading...

Game Theory in Computational Biology

Safarnejad Boroujeni, Mahdi | 2012

1382 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 45678 (19)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Computer Engineering
  6. Advisor(s): Ghodsi, Mohammad
  7. Abstract:
  8. In recent years, game theory passed from areas of economics and socials to other fields such as computational biology and bioinformatics. Several evolutionary games and cooperative games have been defined to predict the behavior of nonrational agents in interaction situations arising from computational biology.One of the these main applications is using Shapley value. Shapley value allocates a fair value to each player, in games that each coalition has a profit.But in many cases the computation of Shapley value is #P-complete. Thus,the goal is to optimally find Shapley value or to approximate it in each game.Another option is Banzhaf index.One of the essential games on genes is Pathway game. In this game with some multi-knockout experiments, we want to find the influence of each gene in the result of the experiences. Due to the costly nature of the test, the objective is to minimize the number of experiments. We model pathway game in four levels of complexity and analyse each model for finding the Shapley value and the Banzhaf index of each gene with minimum experiences. We give optimal algorithms for each model, and prove a hardness for the third model
  9. Keywords:
  10. Computational Biology ; Algorithmic Game Theory ; Cooperative Game Theory ; Shaply Value ; Banzhaf Index ; Group Testing

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست شکل‌ها
  • فهرست جدول‌ها
  • ‌پیش‌گفتار
  • کاربرد نظریه بازی‌ها در زیست شناسی محاسباتی
    • بازی‌های همکاری
      • بازی‌های ائتلافی
      • راه حل
        • هسته
        • شاخص بنزهاف
        • ارزش شپلی
      • بازی ریز آرایه
      • تحلیل چند اغتشاشی ارزش شپلی
        • کاربرد ارزش شپلی
    • نظریه بازی‌های تکاملی
      • استراتژی تکاملی پایدار
      • دینامیک تکرار شونده
      • مدل‌سازی تکامل ویروس
        • مدل اولیه زیست‌شناسی عفونت
      • مدل آلودگی با دو انگل
  • ‌محاسبه ارزش شپلی
    • پیچیدگی محاسباتی ارزش شپلی
    • روش‌های محاسبه قطعی ارزش شپلی
      • روش شمارش مستقیم
      • روش توابع مولد
      • روش کونتزر و سندهلم
      • روش ایونگ و شوهام
      • جمع بندی
    • روش‌های محاسبه تقریبی ارزش شپلی
      • روش شبیه‌سازی مونت‌کارلو
      • روش چندخطی
      • روش اصلاح شده چندخطی
      • روش جایگشت تصادفی
      • جمع بندی
    • پیچیدگی محاسباتی تقریب ارزش شپلی
  • بازی خط سیر ژن
    • بازی خط سیر یکتا
      • کمترین تعداد آزمایش
      • مدل سازی با درخت تصمیم
      • محاسبه ارزش شپلی و بنرهاف
      • نتیجه گیری
    • خط سیر مجزا
      • یافتن مجموعه‌ها با تعداد آزمایش کم
        • الگوریتم پیمایشی
        • الگوریتم جستجویی
      • حد پایین تعداد آزمایش‌ها
        • عدد بل
        • شمارش خط سیر‌های مجزا
      • محاسبه ارزش شپلی و شاخص بنزهاف
        • محاسبه ارزش شپلی
        • محاسبه شاخص بنزهاف
      • چند خط سیر یکتا
      • جمع بندی
    • خط سیر نامجزا
      • مجموعه با ترتیب جزئی
        • تعاریف مقدماتی
        • خانواده اسپرنر و تابع‌های دودویی یکنوا
        • شمارش توابع دودویی یکنوا و خانواده اسپرنر
        • دوگان اشتراکی
      • تناظر یک به یک خط سیر و آزمایش‌ها
      • حد پایین تعداد آزمایش‌ها
      • پیچیدگی محاسبات و تقریب ارزش شپلی و بیزهاف
      • جمع بندی
    • خط سیر گرافی
  • نتیجه‌گیری و پیشنهادهایی برای ادامه پژوهش
  • مراجع
  • پیوست‌ها
  • مروری بر نظریه بازی‌ها
  • زیست شناسی محاسباتی چیست؟
    • آشنایی
    • زمینه‌های مهم بیوانفورماتیک
      • تحلیل توالی‌های ژنوم
      • برهم کنش و ساختار پروتئین‌ها
      • ایجاد و مدیریت پایگاه‌های داده ای
      • مدل‌سازی ریاضی فرآیندهای حیات
      • موضوع‌های سیستم‌های نرم‌افزاری بیوانفورماتیک
    • نتیجه‌گیری
...see more