Συνεισφορά της Θεωρίας Γραφημάτων και των Αλγορίθμων στη Συμπεριφορά και τη Νευροεπιστήμη

Η θεωρία γραφημάτων και οι αλγόριθμοι προσφέρουν πολύτιμες εργαλειοθήκες για τη μοντελοποίηση καθώς και την ανάλυση πολυάριθμων φαινομένων στις φυσικές επιστήμες. Εδώ παρουσιάζεται μια ανασκόπηση της σύγχρονης βιβλιογραφίας, χωρισμένη σε τέσσερα κύρια κεφάλαια, δίνοντας κάποιες ενδείξεις για το πώς οι έννοιες αυτών των δύο κλάδων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη της συμπεριφοράς των ζώων και της νευροεπιστήμης. Κατ 'εξαίρεση, το πρώτο μέρος του πρώτου κεφαλαίου παρέχει μια σύντομη συζήτηση σχετικά με τις εφαρμογές της θεωρίας γραφημάτων στη μοριακή βιολογία. Η επιλογή αυτή έγινε προκειμένου να καταστεί η εργασία αυτή πληρέστερη και να δοθεί στους αναγνώστες με διαφορετικό υπόβαθρο, όσο το δυνατόν περισσότερο, συνολική άποψη για τη δυνητική χρησιμότητα τέτοιων διεπιστημονικών προσεγγίσεων. Τα υπόλοιπα δύο τμήματα του πρώτου κεφα-λαίου εστιάζουν σε δίκτυα του εγκεφάλου και σε κεντρικές έννοιες της θεωρίας γραφημάτων, όπως η κεντρικότητα, στη μελέτη τους. Το δεύτερο κεφάλαιο εισάγει μερικές έννοιες της κοινωνικότητας των ζώων και αναφέρεται σε μελέτες της συνεργασίας στο ζωικό βασίλειο, εστιάζοντας στην εξελικτική θεωρία γραφημάτων και παιγνίων. Επιπλέον, στη τελευταία ενότητα αυτού του κεφαλαίου συζητείται η συλλογική κίνηση ομάδων ζώων, παρέχοντας εκτός των άλλων, εισαγωγή βασικών όρων για το επόμενο τρίτο κεφάλαιο. Η διεπιστημονική έρευνα, με στόχο την ενοποίηση μεθόδων από διαφορετικούς τομείς, λαμβάνει χώρα ευρέως για να απαντήσει βιολογικά ερωτήματα. Εντούτοις, όπως παρουσιάζεται παρακάτω, η έρευνα στους αλγορίθμους και στη βιολογία μπορούν να συμβάλλουν στην ανάπτυξη η μια της άλλης. Ως εκ τούτου, το τρίτο κεφάλαιο παρέχει πληροφορίες σχετικά με αλγόριθμους των οποίων ο σχεδιασμός έχει εμπνευστεί από τη (συλλογική) συμπεριφορά των ζώων στο φυσικό περιβάλλον. Τέλος, το τέταρτο κεφάλαιο αποκλίνει εκ νέου από το επίκεντρο των προηγούμενων κεφαλαίων και κάνει μια σύντομη εισαγωγή στο σημαντικό, αλλά και αμφιλεγόμενο, υπολογιστικό χαρακτήρα της νόησης και κατ' επέκταση της συμπεριφοράς. Συνολικά, μπορεί κανείς να παρατηρήσει ότι η συνεργασία των προαναφερθέντων πεδίων είναι εκτεταμένη ενώ η πραγματοποιημένη έρευνα ανοίγει νέα ερωτήματα που μπορούν να μελετηθούν μόνο υπό το φως τέτοιων διεπιστημονικών συνεργασιών.