细胞的力学智能

程波 1,2，卢梦楠 1,2，贾渊博 2,3,4，徐峰 1,2（1 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室；2 西安交通大学生命科学与技术学院仿生工程与生物力学研究所(BEBC)；3 西安交通大学第二附属医院移植外科；4 西安交通大学外科重症与生命支持教育部重点实验室）

摘要：生物智能行为特征, 如感知、记忆、学习、问题求解及决策等, 在人类、动物及具有神经系统的高等生物中普遍存在. 近期研究揭示, 单个细胞在与其微环境相互作用的过程中, 也表现出部分类似于人类智能的行为, 如“多模态感知” “问题求解” “学习记忆”及“演化适应”等. 细胞智能作为新提出的颠覆性理论概念, 其基本问题包括细胞智能的形成原理、群体细胞涌现群体智能行为机制及单细胞进化为多细胞生命的演化动力等. 随着生物力学及力生物学的发展, 大量研究表明细胞力学微环境对细胞生理行为具有重要影响. 在力学刺激作用下, 单个细胞同样表现出智能行为. 基于此, 本文提出了“细胞的力学智能”的概念, 从细胞力学感知、力学决策、力学记忆及力学学习等方面对智能行为特征进行了总结, 旨在为细胞力学智能的形成机制及其潜在应用方向 (如细胞智能医学) 提供新的思路与见解.

关键词：细胞的力学智能, 细胞力学感知, 细胞力学记忆, 细胞力学学习, 细胞智能医学