Nat. Commun. 速递：集体运动的无生命物质和有生命活性物质的同步

关键词：集群运动，自组织，活性物质，同步，涌现

论文标题：Synchronization in collectively moving inanimate and living active matter论文来源：Nature Communications斑图链接：https://pattern.swarma.org/paper/c9825fd2-5217-11ee-9c93-0242ac17000d原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-41432-1

无论是群居昆虫、群鸟还是细菌菌群，集体运动都是个体协调的结果，涉及到它们各自速度的调整，特别是在密集的细胞群体发育或再生过程中遇到的狭窄环境中，集体迁移只能通过协调进行，然而，个体如何统一它们的速度通常不为人所理解。

文章以圆形密闭环境中的有限数量细胞为重点，识别了聚合作用的肌动蛋白波，它们是主宰个体细胞速度的起搏器。研究表明，集体运动的开始与种群中波核发频率的同步相吻合。

图1 在受限内皮细胞中的秩序转变

通过使用一个更简单、更容易访问的机械模型系统——活性球体，确定个体内部振荡器的同步是达到相应集体状态的基本要求之一，这个机械的“玩具”实验说明全局同步状态是通过最近邻耦合实现的。

图2 在受限的机动球中的秩序转变

最终通过类比提出，局部耦合和肌动蛋白波的同步对于细胞群体的涌现、自组织运动至关重要，在缺乏全局信息的情况下，最近邻交互提供了一种可靠的通信方法，并且已经被证明足以设计自组织的人工群体，最近邻信息传输的速度以及稳健性限制了一致移动种群的大小。尽管总体概念不限于所研究的细胞或机械主体，但尚不清楚更复杂生物体的集体运动是否依赖于类似的原理。

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编译｜董佳欣

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