Estudan o comportamento de redes biolóxicas e tecnolóxicas a través de simulación numérica
Robustas pero fráxiles. Pode parecer unha forma propia da idiosincrasia galega de referirse á natureza dunha rede ou sistema. Non obstante esta calidade e equilibrio aparentemente ambiguos forman parte das consideracións que un grupo de matemáticos dos departamentos de Xeometría e Topoloxía e de Ciencias da Educación da USC observaron ao estudar a dinámica evolutiva de redes biolóxicas e tecnolóxicas. Trátase dun traballo de bagaxe multidisciplinar que agora publica a revista Scientific Reports do grupo Nature e que asinan os profesores da USC Fernando Alcalde e Pablo González Sequeiros, xunto co profesor Álvaro Lozano Rojo do Centro Universitario da Defensa de Zaragoza integrados no equipo GeoDynApp e no grupo de Foliacións e Sistemas Dinámicos da USC.
Os investigadores partiron da idea de que “un sistema biolóxico ou tecnolóxico é robusto se continúa desenvolvendo a súa función con independencia das perturbacións” que poden tentar alteralo. A partir desta hipótese exploraron “fontes de solidez, ou a súa contrapartida a través da propensión a difundir innovacións favorables” logo de estar sometidas a ataques de elementos externos ao sistema. Os matemáticos estudaron a resistencia de redes biolóxicas, como a rede neuronal do verme Caenorhabditis elegans, ou tecnolóxicas, como a rede telemática Internet2 desenvolvida por institucións académicas norteamericanas e da rede eléctrica de alta tensión de Estados Unidos, fronte o ataque de patóxenos como virus ou prións ou fronte a fallos en cadea.
O traballo simula numericamente o comportamento destas redes fronte agresións de axentes externos e estuda os factores en clave matemática que explican a súa supervivencia logo do ataque. A selección de redes escollidas tratou de abarcar modelos distintos no tamaño e na súa definición estrutural. Aínda que a priori e sobre todo, en comparación coas outras dúas, podería supoñerse a máis sinxela, Fernando Alcalde destaca “a sorprendente solidez da rede neuronal do verme C. elegans”, o que na súa opinión “fai pensar nun sutil equilibrio entre eficiencia e complexidade, quizais favorecido pola propia evolución”.
O traballo, explica Fernando Alcalde Cuesta, “é un primeiro paso na comprensión das causas estruturais deste tipo de resistencia ou pola contra da predisposición dunha rede á extensión da innovación” e pola tanto a súa supervivencia logo de asumir cambios. A partir dun modelo proposto por investigadores da Universidade de Harvard, os datos reunidos mediante simulación numérica “ compáranse con datos unha serie de modelos que serven de referencia pola súa arquitectura e a súa complexidade topolóxica ou de conexión”, engade o investigador.
GeoDynApp
O equipo GeoDynApp forma parte do grupos de investigación de Foliacións e Sistemas Dinámicos da USC e do ECSING da Universidade de Valladolid sobre ecuacións e singularidades. Co financiamento do Ministerio de Economía e Competitividade e da Xunta de Galicia, o equipo está interesado en cuestións substanciais da natureza e que se relacionan coa xeometría, os sistemas dinámicas e as súas interaccións, os cales con frecuencia se sitúan nas fronteiras de distintas áreas tradicionais e requiren a aplicación dunha ampla gama de técnicas.
Imaxe que mostra un modelo teórico que ten certas propiedades similares á rede neuronal do verme C. elegans. Foto: GeoDynApp
