From community structure to the physics of multiplex networks

Abstract

Els sistemes complexes són sistemes que estan formats per un gran nombre d'unitats individuals, les quals interactuen entre elles, generalment de manera no-lineal, donant lloc a xarxes complexes d'interaccions. Sistemes biològics, socials i econòmics, entre d'altres, són sovint sistemes d'aquest tipus, el caràcter complex dels quals és mereixedor d'estudi. En els últims anys, un gran nombre de publicacions científiques han recolzat la conveniència d'analitzar aquest tipus de sistemes a través d'un conjunt d'eines i mètodes especialment dissenyats per la descripció de sistemes complexes. L'objectiu d'aquesta tesi és estudiar les xarxes complexes, i en particular, les xarxes multiplex. Estudiarem la caracterització topològica de les xarxes fent servir eines d'anàlisi de comunitats, posant especial èmfasi en els mètodes de multi-resolució, que són capaços d'informar-nos de tota la mesoescala. També ens ocuparem de caracteritzar processos dinàmics en xarxes multiplex, en el cas especial on dos processos epidèmics competeixen l'un contra l'altre sobre la mateixa estructura. Finalment, demostrarem l'aplicabilitat de les eines de xarxes complexes en un treball experimental dedicat a caracteritzar l'estructure funcional de cultius de neurones clusteritzades.