Modos de iteración y robustez dinámica de redes booleanas: exploración mediante algoritmos genéticos con aplicaciones a redes biológicas

Abstract

Las redes Booleanas son sistemas dinámicos discretos con una amplia gama de aplicaciones, de las cuales la más relevante el último tiempo ha sido el modelamiento de redes de regulación genética. Para entender el comportamiento dinámico de estas redes es importante comprender su robustez frente a perturbaciones. Un tipo de perturbaciones que no ha sido suficientemente estudiado es el cambio en la forma de iterar la red: hay escasos resultados teóricos, y ningún estudio computacional, sobre los distintos modos deterministas de iteración. A fin de estudiar la dependencia de la dinámica con respecto al modo de iteración, se implementó un algoritmo genético que explora el espacio de modos de iteración, intentando minimizar el valle de atracción de los ciclos dinámicos. Para tener un punto de comparación y también para entender mejor otros aspectos de la dinámica de las redes, se implementaron algoritmos para otros problemas asociados: la determinación de estados con máximo período transiente, y el problema inverso de determinar una red Booleana a partir de información sobre su conectividad y sus puntos fijos. En el último caso, se hizo además una comparación con el algoritmo de Hopfield para memoria asociativa. Para todos los algoritmos se estudió no sólo el funcionamiento de la optimización, sino también las características del paisaje adaptativo definido por su espacio de búsqueda y la función a optimizar.