InsilicoIDE 和 PhysioDesigner 荣获仪器与控制工程师学会（SICE）2012 年奖（技术奖），颁奖仪式于 2012 年 8 月 22 日在秋田大学举行的 SICEAnualconference 2012 上举行。
2012 年仪器与控制工程师学会奖（技术奖）是基于 Yasunobu Nomura 教授（大阪大学）和 Yoshiyuki Asai 教授（冲绳科学技术大学院大学）于 2010 年共同撰写的论文，题为 “Yoshiyuki Asai, Yasunobu Nomura (2010) “Platform development for promoting integrated life chemistry in Physiome.jp”。Physiome.jp 中促进综合生命化学的平台开发”，《测量与控制》，49pp.525-529。

InsilicoIDE 和 PhysioDesigner 是应用平台，旨在支持多层次生物系统的建模和仿真，并促进综合生物科学领域的研究。自 2007 年至今，应冲绳科学技术大学院大学和大阪大学的要求，我们为这两个程序的开发做出了贡献。
最初开发时，应用软件的名称是 insilicoIDE，但在 1.4.4 版发布后，由于项目框架发生变化，应用软件的名称更改为 PhysioDesigner，同时对其进行了重大升级和重新设计。(本文以下简称 PhysioDesigner）。

生物体（包括我们人类）的功能是由各个层面极其复杂的生物、化学和物理现象的总和而实现的，这些层面包括基因层面的微观动态、药物和蛋白质等化合物之间的相互作用层面、涉及新陈代谢的细胞层面，以及我们日常生活中可以识别的器官层面，如心脏跳动和呼吸。生命科学是各个层面高度复杂的生物、化学和物理现象的总和。
现代生命科学建立在对生物功能各个组成部分的理解之上，旨在将生物功能作为一个综合系统来理解，包括各个组成部分之间的相互作用。也许实现这一目标的唯一途径就是根据对各个组成部分的了解，建立符合生理学原理的数学模型，并将这些模型组合成一个整体模型。

PhysioDesigner 是一个应用平台，用于支持生物系统数学模型的组装过程，明确表示这一综合生命科学领域中的生理功能层次。
PhysioDesigner 的图形界面旨在让用户轻松建立分层生理功能数学模型，而无需经历建立此类模型的各种过程。PHML 是一种 XML 格式的描述语言，旨在促进模型共享。此外，PHML 还可用于对不同层次的生理现象（从细胞内层次到个体层次，如手臂运动和血液循环）进行通用描述。
在 PhysioDesigner 中，功能单元被表示为 “模块”。通过将一组多个模块视为更高层次概念的一个模块，可以明确地模拟功能结构的层次。例如，如图 2 所示，整个大脑或区域可定义为一个父模块，神经元可定义为子模块，神经突触的详细功能可定义为较低级别的子模块。
使用 PhysioDesiger，您不仅可以轻松地从零开始创建数学模型，还可以从 physiome.com 上的模型数据库下载模型，并将已创建的模型作为当前编辑模型的一部分。.通过将模型传递给模拟器 Flint（图 1），可以轻松对已建模型进行模拟。

这些领域的建模需要同时处理生理功能和结构，PhysioDesigner 已经实现了导入医学图像、三维网格多边形模型等并将其纳入模型的测试功能。目前，我们还在与冲绳科学技术大学院大学和大阪大学进行进一步开发。
此外，用 SBML 语言描述的细胞内生化反应模型也可以导入 PhysioDesigner 中，该语言特别适合模拟细胞内现象。这样就可以构建细胞网络、组织和个体层次的分层模型，包括详细的细胞内层次模型，并模拟给药时药物对心脏的影响，或反过来模拟药物的毒性，如图 3 所示。

例如，在用药前模拟药物对心律失常的影响，有助于降低用药风险，帮助选择药物。为此，冲绳科学技术大学院大学和大阪大学目前正在开展一个项目，在 PhysioDesigner 上建立一个模型，其中包括循环系统中的药代动力学、对心肌细胞的药理作用以及对心脏跳动的影响。
今后，还将利用 PhysioDesigner 建立包括基底神经节周围的神经元回路和对神经元细胞的药理作用的模型，目的是为帕金森病等神经系统疾病的预测医学构建一个基础系统。
如上所述，PhysioDesigner 通过支持生理功能的多层次建模，为综合生命科学的发展做出了贡献。

参考图

图 1.

 

图 2.

 

图 3.

相关链接

1.Society for Instrumentation and Control Studies 2 .SICE Annual Conference 2012 3 .PhysioDesigner 4 .insilicoIDE 5 .Physiome.