胰岛的计算重建作为结构和功能分析的工具

该协议意义重大，因为它描述了重建胰岛架构的计算工作负载，分析其形态和连通性属性，并通过计算模拟评估其功能含义。主要优点是它提供了一种实现高性能计算算法的方法，以补充胰岛研究领域的理论和实验工作。这种方法对于比较健康和改变的小岛的形态和连接特性或比较来自不同动物物种的胰岛结构特别有用。

首先，验证是否安装了 GCC 和 NVCC 编译器。通过执行命令打开终端，如果系统无法识别这些命令中的任何一个，请按照文本中提供的说明进行操作。打开终端并转到 IsletLab 文件夹。

通过在终端中执行命令来创建新环境。通过执行命令激活新环境。通过在终端中执行命令来启动 IsletLab 应用程序。

要准备输入数据，请将输入胰岛数据组织在一个四列文件中，其中第一列是像元类型，第二列、第三列和第四列分别是输入像元的 X、Y 和 Z 坐标，从而确保输入文件不包含列标题。单击加载初始小岛按钮，然后选择包含输入数据的文件以生成初始小岛、三维表示和相应的统计数据。要配置重建过程，请单击重建设置按钮并修改优化参数。

单击"确定"按钮以保存参数值。单击重建小岛按钮以打开重建日志窗口。单击"运行"按钮以启动重建过程。

通过分析统计面板的"最终胰岛"选项卡中显示的优化统计数据来评估重建过程的结果，重点是最大化重建小岛中包含的实验细胞的百分比，或者等效地最小化重叠次数。如果根据用户目标，实验统计信息的百分比被视为较低，请单击"文件"菜单，然后选择"重新启动"。单击加载初始小岛按钮，然后选择包含输入数据的文件以生成初始小岛。

然后在重建设置中增加初始温度、迭代系数和接受系数，并重复前面描述的胰岛重建过程，直到获得满意的结果。单击重建设置，然后选择接触公差以定义像元间接触公差。单击"确定"保存参数值。

单击"单元格到单元格联系人"按钮以识别密切接触中的单元格。单击构建网络按钮以生成胰岛网络并计算关联的网络矩阵。切换到界面配置面板的"仿真"选项卡。

选择所需的固有频率模式，恒定或随机。单击配置固有频率按钮以定义振荡器的频率（以赫兹为单位）。选择初始阶段的所需模式，常量或随机。

单击配置交互组件按钮以在"交互强度"窗口中定义单元到单元的交互参数。通过定义总仿真时间、时间步长和保存系数来配置仿真。定义可用于执行仿真的块、线程和计算平台功能的数量。

单击运行模拟按钮以打开模拟日志窗口。单击"运行"按钮开始模拟并监视该过程，直到显示图例"请关闭窗口以继续"。然后关闭"模拟日志"窗口以观察模拟结果。

单击"文件"，然后在菜单栏中选择"导出项目"。选择要在其中保存项目文件的目录，然后单击"确定"按钮。在重建设置中使用次优参数集获得胰岛重建，包括86.6%的初始细胞。

增加初始温度，迭代和接受因子导致重建胰岛中初始细胞的百分比更高，分别为93.37%和99.15%。获得了重建过程的收敛图，证明了重叠细胞的进化作为温度的函数。从重建的胰岛结构中识别单元间接触取决于接触容差参数的值。

仅确定了290个细胞间接触，值为1微米，而对于两个微米，确定的总背景分别增加到636和731。获得了网络图，该图提供了连接在一起的细胞间接触的可视化表示。仿真结果表明，α细胞和β细胞完全异相振荡，而δ细胞与α细胞和β细胞异相振荡。

胰岛的振荡行为主要由α细胞的振荡主导，其他细胞群的贡献很小。获得了胰岛同步指数图，该图提供了胰岛细胞之间振荡的相相一致性以及胰岛细胞之间同步性随时间变化的测量。所有衍生的指标和功能模拟都依赖于重建过程，因此在重建的胰岛中实现最高百分比的初始细胞是关键。

通过该程序获得的重建胰岛可以进一步用于通过包括胰岛细胞的详细生物物理描述来开发更现实的胰岛计算模型。