Targeting gaussiano estremo come possibile spiegazione della ridondanza

A possible explanation of redundancy in biology is the need of optimizing extreme searching processes, where only one or few among many particles are requested to reach the target like in human fertilization. Inspired by the ligand-receptor binding mechanism on the surface of a cell, in this thesis it is addressed the targeting of a particle diffusing on a plane, with circular reflecting boundaries at the border and an absorbing small area at the center. After studying the solution for the ordinary mean first passage time, we address both analytically and numerically the fastest targeting among many searchers. We assess our results in the context of recent theorems for extreme first passage times.

Una possibile spiegazione della ridondanza in biologia è la necessità di ottimizzare i processi di ricerca "estremi", nei quali è richiesto che solamente una o poche particelle raggiungano effettivamente l'obiettivo, come nel caso della fecondazione umana. Ispirandosi al legame ligando-recettore sulla superficie di una cellula, in questa tesi si affronta il targeting di una particella che diffonde su un piano, con condizioni al contorno riflettenti in un bordo circolare e una piccola area assorbente al centro. Dopo aver studiato la soluzione per l'ordinario tempo medio di primo passaggio, viene analizzato analiticamente e numericamente il targeting del più veloce tra molti ligandi. I risultati vengono valutati nel contesto di recenti teoremi per i tempi estremi di primo passaggio.