Un nuevo algoritmo permitirá tomar el control de células vivas o redes sociales

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Un profesor del MIT ha creado un nuevo modelo computacional que puede analizar cualquier tipo de red compleja – biológica, social o electrónica – y revelar cuales son los puntos críticos que se pueden utilizar para controlar todo el sistema.

Jean-Jacques Slotine, profesor de ingeniería mecánica en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), ha ideado un algoritmo informático que puede generar una estructura computacional capaz de controlar cualquier red compleja.

En un futuro no muy lejano, las aplicaciones directas de este trabajo afectarán a campos tan dispares como la genética o Internet. De partida, ya podemos hablar de la posibilidad de reprogramación de células adultas. Por otro lado, no cabe la menor duda de que sus implicaciones en el ámbito de los medios de comunicación social darán mucho que hablar.

El estudio, publicado el pasado 12 de mayo en la revista Nature, es el resultado de la colaboración entre Slotine, Albert-Laszlo Barabasi y Yang-Yu Liu, de la Northeastern University de Boston.

Ejemplo de una red compleja

Ejemplo de una red compleja. Los puntos rojos son nodos conductores, capaces de controlar a los restantes (en verde). Imagen: MIT News

Los investigadores comenzaron por la elaboración de un nuevo algoritmo para determinar cuántos puntos deben ser intervenidos con el fin de tomar el control de toda una red (los miembros de una red social o neuronas cerebrales, por ejemplo). El cálculo resultante mostró rápidamente tanto la cantidad de puntos clave, denominados nodos conductores, como dónde se encontraban.

A continuación, descubrieron qué determina el número de nodos conductores, único para cada red. Según su tesis, este número depende del denominado grado de distribución. En las estructuras con un grado de distribución alto (cuando los puntos están densamente conectados) serán necesarios menos nodos conductores para intervenir el sistema. Sin embargo, las redes dispersas (que tienen menos conexiones) o las variables (con un número de nodos altamente inestable) resultan más difíciles de controlar.

Slotine y sus colaboradores aplican este modelo a numerosas redes de la vida real, incluidas las redes de teléfonos móviles, las redes sociales, o aquellas que intervienen en el genoma celular.

La Teoría de control

La Teoría de control – el estudio de como dirigir el comportamiento de sistemas dinámicos – ha servido para el diseño de aviones, robots, automóviles y aparatos electrónicos. Sus principios permiten a los ingenieros crear y ajustar circuitos de retroalimentación que regulan la entrada y salida de un sistema. Un ejemplo es el sistema de limitación de velocidad en un coche. A pesar de ser muy usada en el ámbito de la ingeniería, hasta el momento esta teoría se ha aplicado de forma intermitente en el estudio de otras redes, como las células vivas o en Internet.

En futuros trabajos, Slotine y sus colaboradores pretenden profundizar en las redes biológicas bacterianas. Descubrir cómo controlarlas puede ayudar a los biólogos a identificar nuevos objetivos para los antibióticos mediante la localización de los puntos más vulnerables de la red.

Enlace | MIT News

Archivado en Genética, Ingeniería, Internet y redes sociales, Neurociencia
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