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Updated: Feb 4, 2026

Transmission of Multiple Signals through an Optical Fiber Using Wavefront Shaping

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Published on: March 20, 2017

La relación de incertidumbre termodinámica restringe la transmisión de información a través de sistemas de

Shreyansh Verma¹, Vishva Saravanan R², Bhaswar Ghosh³

¹International Institute of Information Technology Hyderabad, Gachibowli, Hyderabad, Telangana, 500032, INDIA.

Physical biology

|February 2, 2026

Resumen

Los sistemas biológicos requieren energía debido a la producción de entropía. La relación de incertidumbre termodinámica (TUR) limita las fluctuaciones, mejorando la precisión de la transmisión de información celular en las vías de señalización de levaduras bajo estrés.

Área de la Ciencia:

Biofísica
Biología Celular
Biología de Sistemas

Sus antecedentes:

Los sistemas biológicos operan fuera del equilibrio, lo que requiere un suministro continuo de energía para la producción de entropía fuera del equilibrio.
La Relación de Incertidumbre Termodinámica (TUR) define un límite inferior para las fluctuaciones de corriente en relación con la tasa de producción de entropía.
Las fluctuaciones en los sistemas biológicos impactan la relación señal-ruido, limitando la precisión de la transmisión de información.

Objetivo del estudio:

Investigar la influencia de la TUR en la capacidad de transmisión de información en sistemas de señalización celular.
Analizar el papel de la dinámica y la estocasticidad de los factores de transcripción (FT) en el procesamiento de información celular.
Elucidar cómo las fluctuaciones termodinámicas y la producción de entropía afectan la señalización celular en condiciones de estrés.

Principales métodos:

Se aplicaron enfoques combinados de modelado matemático y aprendizaje automático a datos experimentales de levaduras.
Análisis de la difusión y la dinámica de activación de los factores de transcripción dentro de las vías de señalización celular.
Modelado teórico basado en la TUR para comprender las restricciones termodinámicas sobre la transmisión de información.

Principales resultados:

La activación y la difusión sesgada de los FT hacia el núcleo generan producción de entropía.
Este proceso amplifica las corrientes de FT y reduce las fluctuaciones, mejorando la precisión de la transmisión de información.
Se observó que se siguen los límites de la TUR, lo que demuestra su papel en el procesamiento de información celular.

Conclusiones:

La TUR juega un papel crucial en la optimización de la precisión de la transmisión de información en la señalización celular.
La producción de entropía y las fluctuaciones termodinámicas son mecanismos clave para el procesamiento de información celular.
El estudio proporciona información sobre los principios de funcionamiento de los FT y su regulación bajo estrés.

Palabras clave:

Señalización celular Información Incertidumbre termodinámica

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