Agent based models: a possible approach to simulate complex systems
Abstract: Si discutono le caratteristiche dei modelli ad agenti che sono stati recentemente introdotti per simulare sistemi complessi. In particolare verranno presentati alcuni risultati su un modello per la simulazione della mobilità urbana che é stato sviluppato presso l'Università di Bologna e applicato a situazioni reali.
Nicola Bellomo
Mathematical Topics on the Modelling Complex Multicellular Systems
Misurare il caos con l'Analisi in Frequenza. Applicazione ad un modello di Fluidodinamica
Abstract: Studieremo un modello di Fluidodinamica con vortici, adatto a descrivere il fenomeno del "mescolamento" (stirring). Mostreremo come il metodo dell'analisi in frequenza (che sarà brevemente introdotto) permetta di "misurare" l'insorgere del caos, e di "localizzarlo".
Rita Casadio
Genomica strutturale e metodi di apprendimento automatico
Gastone Castellani
Ricostruzione dinamica di network genetici da dati di espressione genica: il caso di c-myc
Abstract: Viene analizzato il problema della ricostruzione di network genetici a partire da serie temporali di espressione genica (microarray) attraverso un approccio che si inserisce nella problematica della teoria dei network complessi. Si considerano due metodi per tale ricostruzione: (a) ipotesi di Markovianità dell' espressione genica e calcolo della matrice di transizione, (b) calcolo della matrice di correlazione; questo ultimo metodo è stato, a nostra conoscenza, scarsamente investigato in questo contesto. Entrambi i metodi sono stati applicati a un database di microarray ottenuti da linee cellulari ingegnerizzate (fibroblasti di ratto) in cui il livello di attivazione di c-myc viene regolato (attivato o inibito) dalla somministrazione di Tamoxifen. Questa analisi mostra chiaramente che i cambiamenti nei livelli di espressione genica generati dalla attivazione di c-myc risultano in variazioni della connettività del network ottenuto tramite matrice di correlazione. Questi risultati sono in buon accordo con altre analisi effettuate sullo stesso database con metodi statistici classici. Sulla base di queste conferme sperimentali, questo metodo viene proposto come un effettivo mezzo per lo scoring dei geni sulla base delle loro proprietà di connettività. Infine, l'ipotesi della connettività, viene illustrata anche in altri sistemi a network quali quello nervoso e immunitario.
Paolo Ferragina
Compression boosting in optimal linear time
Leone Fronzoni
Dinamica dei difetti e turbolenza debole in elettroconvezione
Andrea Gamba
Un modello per la sensibilità direzionale negli eucarioti
Abstract: Le cellule eucariotiche hanno la capacità di rilevare piccoli gradienti di sostanze chemioattraenti e di muoversi verso le concentrazioni crescenti. Nonostante che molti dei fattori molecolari coinvolti in questo processo siano noti, il meccanismo vero e proprio é ancora largamente incompreso. Si propone che la sensibilità direzionale sia essenzialmente un fenomeno di ordinamento di fase di popolazioni di molecole segnalatrici confinate sulla faccia interna della membrana citoplasmatica. Un modello computazionale sviluppato a partire da questo principio sembra dar conto di numerosi dati fenomenologici.
Sandro Graffi
Dalla nonlinearità alla complessità: il caso delle equazioni di Thouless-Anderson-Palmer
Paolo Grigolini
La complessità come condizione di transizione dal dinamico al termodinamico
Mostriamo che la cooperatività e l'interazione a grande distanza non hanno l'unico effetto di manifestarsi a livello macroscopico come forme speciali di termodinamica, benche questo sia un punto di vista accettato da un numero crescente di ricercatori. Queste proprietà hanno piuttosto l'effetto di estendere la durata temporale del regime di transizione da dinamica a termodinamica, in modo da creare una nuova condizione fisica a cui ci riferiamo come Stato Vivente della Materia. L'esistenza di questo regime costituisce una sfida per i teorici che siano abituati a studiare l'evoluzione temporale di insiemi statistici con l'equazione di Liouville. Infatti, a questo livelli, i nuovi strumenti teorici proposti per studiare i sistemi complessi, come il metodo delle derivate frazionarie, non funzionano ancora, mentre il tradizionale metodo di Liouville diventa criticabile, in quanto non riflette appropriatamente la complessità di questi sistemi, per esempio le loro proprietà multifrattali e multiscala. Tuttavia, la nuova prospettiva rende possibile risolvere con successo il problema della rivelazione degli eventi critici, con applicazioni allo studio delle fluttuazioni sismiche, alla valutazione del rischio di mortalità dopo un attacco cardiaco, e al controllo delle reti. Nello stesso tempo questa nuova prospettiva fornisce un modo per predire gli spettri di assorbimento ed emissione di nuovi materiali che si allontanano dalla condizione di meccanica statistica ordinaria, permettendo così di superare le limitazioni che si incontrerebbero coll'uso delle ordinarie prescrizioni basate sull'equazione statistica di Liouville.
Stefano Isola
La sequenza di Thue-Morse e il caos debole
Luca Mariani & Antonio Politi
Trascriptional control networks and gene expression in Th limphocytes differentiation
Stefano Marmi
Rinormalizzazione, frazioni continue e trasformazioni di scambio di intervalli
Abstract: Le trasformazioni di scambio di intervalli sono una generalizzazione delle rotazioni su una circonferenza. Sono caratterizzate da dati metrici e combinatori. Le proprieta' ergodiche di queste trasformazioni possono tuttavia essere sensibilimente diverse da quelle delle rotazioni.
L'analisi dei tempi di primo ritorno su un intervallo (rinormalizzazione) conduce a una generalizzazione degli sviluppi in frazione continua di un numero irrazionale (che altro non e' che lo studio dei tempi di ritorno nel caso delle rotazioni).
Giulia Menconi
Contenuto di Informazione e sequenze di DNA: dalle nonlinearità alla filogenesi
Abstract: Il contenuto di informazione Computabile delle seuqnze di DNA è stato calcolato tramite un algoritmo di compressione (CASToRe). La teoria sottesa permette di studiare il comportamento asintotico del contenuto di informazione di stringhe simboliche infinite, che può esser messo in relazione all'entropia della sorgente di Informazione che le genera. Dall'analisi del contenuto di informazione di genomi interi è possibile identificarne alcune proprietà funzionali (localizzazione di geni, promotori, motivi tipici). Infine, è stato possibile stabilire una classificazione filogenetica su genomi di procarioti ed eucarioti.
Antonio Politi
Caos in sistemi linearmente stabili
Abstract: Sistemi con infiniti gradi di libertà possono mostrare un comportamento irregolare anche in casi in cui il massimo esponente di Lyapunov è negativo o nullo. Il comportamento di alcuni sistemi su reticolo e globalmente accoppiati verrà discusso con particolare riferimento alla propagazione di disturbi di ampiezza finita.