Amplificación no trivial por debajo del umbral para la señalización celular excitables

En muchos sistemas fluidos asintóticamente estables, fluctuaciones arbitrariamente pequeñas pueden crecer por órdenes de magnitud antes de eventualmente decaer, aumentando drásticamente la varianza de fluctuación más allá del mínimo predicho por la teoría de estabilidad lineal. Aquí, utilizando modelos cuantitativos influyentes extraídos de la literatura de biología matemática, establecemos que la amplificación dramática de fluctuaciones arbitrariamente pequeñas también se encuentra en sistemas de señalización celular excitables. Nuestro análisis destaca cómo la retroalimentación positiva y negativa, la proximidad a bifurcaciones y la fuerte separación de escalas de tiempo pueden generar fluctuaciones no triviales sin necesidad de empujar estos sistemas más allá de sus umbrales de excitación. Estas ideas, a su vez, son relevantes para una gama más amplia de sistemas oscilatorios, bistables y formadores de patrones que comparten estas características. El hilo común que conecta todos estos sistemas con ejemplos de dinámica de fluidos de amplificación de ruido es la no normalidad.