Sistemas Adaptativos Complexos e Biologia Computacional
Luís Rocha
Quase todos os processos interessantes na natureza e na sociedade estão altamente interligados. No entanto, em muitos sistemas podemos distinguir um conjunto de componentes fundamentais, que interagem não linearmente para formar estruturas compostas ou funções, cuja identidade requer explicações mais abrangentes do que as necessárias para explicar seus componentes constituintes.
Estes sistemas multivariados que necessitam descrições complementares, multi-nível, são definidos como sistemas complexos, sendo muitas vezes modelados como redes ou sistemas dinâmicos.
Exemplos incluem:
O grupo de investigação está particularmente interessado nas propriedades informacionais de sistemas naturais e artificiais que assim permitem a sua adaptação e evolução. Isto implica por um lado entender o papel fundamental da informação no controle do comportamento e das capacidades evolutivas dos sistemas complexos, assim como os princípios abstractos dos sistemas naturais de forma a produzir informação tecnológica adaptativa.
Este programa de investigação teórica e aplicada, centrada na complexidade a vários níveis da saúde humana, está organizado em três pilares centrais:
- Redes e Sistemas Complexos,
- Computação e Biologia de Sistemas,
- Inteligência Computacional.
Para saber mais sobre a investigação e como colaborar e estudar connosco, consulte também o grupo de investigação Sistemas Complexos Adaptativos e Inteligência Computacional (CASCI).
O grupo está também comprometido com a pesquisa interdisciplinar, o ensino e a formação de pós-graduação.
Projetos
Talvez a área de investigação interdisciplinar mais ativa seja a interseção das ciências da vida com a informática.
Um problema fundamental é como a informação, os símbolos e afins, podem surgir a partir de um sistema de muitos componentes dinâmicos.
Redes são objetos matemáticos usados no estudo de sistemas multi-variados.
Publicações
- Rion Brattig Correia, Alain Barrat, Luis M. Rocha (2023) Contact networks have small metric backbones that maintain community structure and are primary transmission subgraphs. PLoS Comput Bio 19(2):e1010854
- Ian B. Wood, Rion Brattig Correia, Wendy R. Miller and Luis M. Rocha (2022) Small cohort of patients with epilepsy showed increased activity on Facebook before sudden unexpected death. Epilepsy & Behavior 128
- Tiago Simas, Rion Brattig Correia and Luis M. Rocha (2021) The distance backbone of complex networks. Journal of Complex Networks 9 (6)
- A.J. Gates, R.B. Correia, X. Wang, & L.M. Rocha (2021) The effective graph reveals redundancy, canalization, and control pathways in biochemical regulation and signalling. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 118:12
- A. Gates and L.M. Rocha (2016) Control of complex networks requires both structure and dynamics. doi: 10.1038/srep24456. In Press. arXiv: 1509.08409. Scientific Reports 6:24456
- R.B. Correia, L. Li, L.M. Rocha (2016) Monitoring potential drug interactions and reactions via network analysis of Instagram user timeliness. Pacific Symposium on Biocomputing 21:492-503
- G.L. Ciampaglia, P. Shiralkar, L.M. Rocha, J. Bollen, F. Menczer, A. Flammini (2015) Computational fact checking from knowledge networks. doi:10.1371/journal.pone.0128193.. PLoS One 10(6):e0128193
- T. Simas and L.M. Rocha (2015) Distance Closures on Complex Networks. doi:10.1017/nws.2015.11. Network Science 3(2):227-268
- A. Kolchinsky, A. Lourenço, H. Wu, L. Li, and L.M. Rocha (2015) Extraction of Pharmacokinetic Evidence of Drug-drug Interactions from the literature. doi:10.1371/journal.pone.0122199.. PLoS ONE 10(5):e0122199
- A. Kolchinsky, A. Gates and L.M. Rocha (2015) Modularity and the spread of perturbations in complex dynamical systems. Phys. Rev. E Rapid Communications 92:060801(R)
- A. Kolchinsky, M. P. Van Den Heuvel, A. Griffa, P. Hagmann, L.M. Rocha, O. Sporns, J. Goni (2014) Multi-scale Integration and Predictability in Resting State Brain Activity. doi: 10.3389/fninf.2014.00066. Frontiers in Neuroinformatics 8:66
- Marques-Pita, M. and Rocha, L.M. (2013) Canalization and control in automata networks: body segmentation in Drosophila Melanogaster. PLoS ONE 8(3):e55946
- Rocha, L.M. and Hordijk, W. (2005) Material Representations: From the Genetic Code to the Evolution of Cellular Automata. Artificial Life 11(1-2):189 - 214
- Wall, M.E.,Rechtesteiner, A.and Rocha, L.M. (2003) Singular Value Decomposition and Principal Component Analysis . In: A Practical Approach to Microarray Data Analysis. D. P. Berrar, W. Dubitzky, and M. Granzow (Eds.). Kluwer Academic Publishers 91-109
