Teoría de juegos en Biología : modelado mediante redes neurales

Abstract

En este documento presento los resultados del trabajo que realicé como finalización de la licenciatura en ciencias biológicas. El marco es la teoría de juegos, en particular su aplicación a problemas de biología teórica. A partir de los años 70 del siglo XX esta teoría se estableció como una herramienta de modelado matemático que era capaz de dar respuestas, o de abrir caminos que prometían encontrarlas, a aparentes paradojas que surgían cuando se consideraba ciertos comportamientos animales en la perspectiva de una teoría evolutiva cuya unidad de selección era el individuo. Uno de estos comportamientos paradójicos era la cooperación. Este fenómeno ampliamente extendido en el mundo biológico parece contradecir los principios de la selección natural si consideramos que esta actúa principalmente a nivel individual. ¿Por qué cooperar si nuestros esfuerzos pueden ser explotados por otros? ¿Cómo organismos con tendencia a cooperar podrían sobrevivir en un mundo egoísta? Este problema es modelado elegantemente por el dilema del prisionero. Y, por lo tanto, este a sido estudiado extensivamente intentando determinar qué condiciones pueden favorecer el surgimiento y mantenimiento de la cooperación. En este trabajo realizo una breve introducción a la teoría de juegos, su historia y sus primeras aplicaciones en biología. Posteriormente me centro en el problema de la cooperación y en el dilema del prisionero como modelo de este problema. El dilema del prisionero es un juego y su estudio consiste en comparar la efectividad de diversas estrategias para jugarlo. Ya que las estrategias deben ser ejecutadas por jugadores, los jugadores deben ser capaces de ejecutar estas estrategias, por lo tanto, para finalizar la primera parte, presento un modelo neural, biológicamente plausible, como soporte computacional de las estrategias. La segunda parte contiene una descripción del modelo y las estrategias que voy a utilizar, un breve análisis general de sus características y finalmente, simulaciones computacionales de la interacción de organismos jugando al dilema del prisionero y el devenir de varias poblaciones en diferentes contextos evolutivos. El trabajo finaliza con reflexiones sobre los resultados obtenidos y sugerencias para profundizar en el tema.