Modelado de complejidad en medicina, biología y neurociencia Autómatas celulares y modelos basados en agentes Carlos Reynoso UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES Universidad Nacional, Bogotá, mayo de

Contexto Presentación complementaria de la sesión sobre Sistemas Complejos Adaptativos – Autómatas celularesPresentación complementaria de la sesión sobre Sistemas Complejos Adaptativos – Autómatas celulares Sistemas Complejos Adaptativos – Autómatas celulares Sistemas Complejos Adaptativos – Autómatas celulares

Aplicaciones Modelado epidemiológicoModelado epidemiológico Modelado de difusión espacialModelado de difusión espacial Herramienta auxiliar para reconocimiento de patrones – Técnicas complementariasHerramienta auxiliar para reconocimiento de patrones – Técnicas complementarias –Metaheurísticas evolucionarias –Aprendizaje de máquina –Redes neuronales –Dimensión fractal y wavelets Modelado de desarrollo patológicoModelado de desarrollo patológico

Analogía entre neoplasmas malignos y crecimiento urbano (1/2) Warren Hern, U. Colorado (2008)Warren Hern, U. Colorado (2008)

Baltimore-Washington (Masek & al 2006)

Analogía entre neoplasmas malignos y crecimiento urbano (2/2) Rasgos propios de procesos de criticalidad auto- organizadaRasgos propios de procesos de criticalidad auto- organizada – dinamicas-complejas/ dinamicas-complejas/ dinamicas-complejas/ Metástasis (colonización distante)Metástasis (colonización distante) Crecimiento rápidoCrecimiento rápido Progresión (tasa creciente de expansión en nuevas colonias)Progresión (tasa creciente de expansión en nuevas colonias) Invariancia de escalaInvariancia de escala Topofagia (devora los espacios disponibles)Topofagia (devora los espacios disponibles) Falta de mecanismos antagónicos inhibitoriosFalta de mecanismos antagónicos inhibitorios Apoptosis (resistencia a la extinción normal)Apoptosis (resistencia a la extinción normal) –Semejanza con muerte celular programada de Penelas

Aplicaciones Gerda de Vries et al.Gerda de Vries et al.

Aplicaciones

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Aplicaciones Efecto de mundos pequeñosEfecto de mundos pequeños –Propiedad de las redes regidas por leyes de potencia –“6 grados de separación” –Stanley Milgram y la cadena de cartas –Ver presentaciones específicas sobre redes y complejidad por-la-via-de-las-redes/ por-la-via-de-las-redes/ por-la-via-de-las-redes/ por-la-via-de-las-redes/

Aplicaciones

Aplicaciones También se aplican técnicas de wavelets, redes neuronales y algoritmos de aprendizaje de máquina con lógica difusaTambién se aplican técnicas de wavelets, redes neuronales y algoritmos de aprendizaje de máquina con lógica difusa

Aplicaciones

Referencias

Formación de patrón y crecimiento con agregación limitada por difusión (DLA)Formación de patrón y crecimiento con agregación limitada por difusión (DLA)

Referencias

Referencias

Referencias

Referencias

Referencias

Recursos y casos Cap. 13 – Registración de imágenes médicas en 3D usando agentes inteligentesCap. 13 – Registración de imágenes médicas en 3D usando agentes inteligentes Cap 15 – Framework basado en vida artificial para análisis de imágenes médicas (Hamarneh y otros)Cap 15 – Framework basado en vida artificial para análisis de imágenes médicas (Hamarneh y otros)

Recursos y casos Hamarneh y otros

Referencias

Bibliografía adicional Aniruddha Datta, Ashish Choudhary, Michael Bittner y Edward Dougherty Modeling and control in cancer genomics. En: Ioannou & al, Modeling and control of complex systems (Redes booleanas probabilistas)Aniruddha Datta, Ashish Choudhary, Michael Bittner y Edward Dougherty Modeling and control in cancer genomics. En: Ioannou & al, Modeling and control of complex systems (Redes booleanas probabilistas)

Modelos basados en agentes

Netlogo - AIDS

Netlogo – Disease solo

Netlogo - Tumor

Casos y herramientas

Casos y herramientas: AnyLogic D0%B5http:// D0%B5

Casos y herramientas: AnyLogic D0%B5http:// D0%B5

Ejercicios Modelado de vida artificial con FramsticksModelado de vida artificial con Framsticks

Ejercicios – Vida artificial Experimentación con GenePoolExperimentación con GenePool

¿Preguntas?

Referencias Emergency DepartmentEmergency Department