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Albert László Barabási

Albert-László Barabási (nacido el 30 de marzo de 1967) es un físico húngaro-estadounidense nacido en Rumania , mejor conocido por sus descubrimientos en ciencia de redes y medicina de redes .

Es un distinguido profesor universitario y profesor Robert Gray de Ciencias de Redes en la Universidad Northeastern , y tiene nombramientos en el departamento de medicina de la Facultad de Medicina de Harvard y en el departamento de ciencias de redes y datos [2] de la Universidad Centroeuropea . Es ex profesor de Física Emil T. Hofmann en la Universidad de Notre Dame y ex miembro asociado del Centro de Biología de Sistemas del Cáncer (CCSB) en el Instituto de Cáncer Dana-Farber de la Universidad de Harvard .

En 1999 descubrió el concepto de redes libres de escala y propuso el modelo Barabási-Albert para explicar su aparición generalizada en sistemas naturales, tecnológicos y sociales, desde el teléfono celular hasta la World Wide Web o las comunidades en línea. Es el presidente fundador de la Network Science Society [3] , que patrocina la serie de conferencias insignia NetSci que se lleva a cabo desde 2006.

Nacimiento y educación

Barabási nació en una familia de etnia húngara en Cârța , condado de Harghita , Rumania. Su padre, László Barabási, fue historiador, director de museo y escritor, mientras que su madre, Katalin Keresztes, enseñó literatura y más tarde se convirtió en directora de un teatro infantil. [4] Asistió a una escuela secundaria especializada en ciencias y matemáticas; en el décimo grado, ganó una olimpiada local de física . Entre 1986 y 1989, estudió física e ingeniería en la Universidad de Bucarest ; durante ese tiempo, comenzó a investigar sobre la teoría del caos , publicando tres artículos. [4]

En 1989, Barabási emigró a Hungría, junto con su padre. En 1991, recibió una maestría en la Universidad Eötvös Loránd de Budapest , bajo la dirección de Tamás Vicsek , antes de inscribirse en el programa de Física de la Universidad de Boston , donde obtuvo un doctorado en 1994. Su tesis, escrita bajo la dirección de H. Eugene Stanley , [5] fue publicada por Cambridge University Press bajo el título Fractal Concepts in Surface Growth . [6] [7]

Carrera académica

Después de un año de posdoctorado en el Centro de Investigación Thomas J. Watson de IBM , Barabási se unió al cuerpo docente de la Universidad de Notre Dame en 1995. En 2000, a la edad de 32 años, fue nombrado Profesor de Física Emil T. Hofman, convirtiéndose en el profesor titular más joven. En 2004 fundó el Centro de Investigación de Redes Complejas.

En 2005-2006 fue profesor visitante en la Universidad de Harvard. En el otoño de 2007, Barabási dejó Notre Dame para convertirse en profesor distinguido y director del Centro de Ciencias de Redes de la Universidad de Northeastern y para aceptar un puesto en el departamento de medicina de la Facultad de Medicina de Harvard.

Desde 2008, Barabási tiene ciudadanía húngara, rumana y estadounidense. [8] [9] [10]

Investigación y logros

Los contribuyentes de Barabási a la ciencia de redes y la medicina de redes han cambiado fundamentalmente el estudio de los sistemas complejos .

Redes sin escala

Es más conocido por el descubrimiento de las redes libres de escala en 1999 , después de crear un mapa de la WWW en 1999 [11] y notar que la distribución de grados no sigue la distribución de Poisson esperada para redes aleatorias, sino que sigue una ley de potencia. El mismo año, en un artículo de Science con Réka Albert , propuso el modelo Barabási-Albert , prediciendo que el crecimiento y la unión preferencial son conjuntamente responsables de la aparición de la propiedad libre de escala en redes reales. Al año siguiente, demostró que la distribución de grados de la ley de potencia no se limita a la WWW, sino que también emerge en redes metabólicas [12] y redes de interacción proteína-proteína [13] , demostrando la universalidad de la propiedad libre de escala. Science celebró el décimo aniversario del descubrimiento de Barabási en 1999 de las redes libres de escala, uno de los artículos de Science más citados de todos los tiempos, dedicando un número especial a Sistemas complejos y redes en 2009. [14] [15]

Robustez y resiliencia de la red

En un artículo de 2001 con Réka Albert y Hawoong Jeong, demostró que las redes son robustas a fallas aleatorias pero frágiles a ataques, [16] conocida como la propiedad del talón de Aquiles de las redes libres de escala. Específicamente, las redes pueden sobrevivir fácilmente a la falla aleatoria de una gran cantidad de nodos, lo que demuestra una notable robustez a las fallas. Al mismo tiempo, las redes colapsan rápidamente bajo ataque, lo que se logra eliminando los centros más grandes. El umbral de ruptura de una red se vinculó [17] al segundo momento de la distribución de grados , cuya convergencia a cero para redes grandes explica por qué las redes heterogéneas pueden sobrevivir a la falla de una gran fracción de sus nodos. En 2016 extendió estos conceptos a la resiliencia, [18] mostrando que la estructura de la red determina la capacidad de un sistema para mostrar resiliencia. Si bien la robustez se refiere a la capacidad del sistema para llevar a cabo sus funciones básicas incluso cuando pueden faltar algunos de sus nodos y enlaces, un sistema es resiliente si puede adaptarse a errores internos y externos cambiando su modo de operación, sin perder su capacidad de funcionar. Por lo tanto, la resiliencia es una propiedad dinámica que requiere un cambio en las actividades centrales del sistema.

Medicina en red

Barabási es uno de los fundadores de la medicina en red , un término que acuñó en un artículo titulado "Medicina en red: de la obesidad al "diseasoma", publicado en The New England Journal of Medicine , en 2007. [19] Su trabajo introdujo el concepto de diseasoma, o red de enfermedades, [20] mostrando que las enfermedades están conectadas a través de genes compartidos, capturando sus raíces genéticas comunes. Posteriormente fue pionero en el uso de grandes datos de pacientes, vinculando las raíces de la comorbilidad de la enfermedad a las redes moleculares. [21] Un concepto clave de la medicina en red es el descubrimiento de Barabási de que los genes asociados con la misma enfermedad se encuentran en el mismo vecindario de la red, [22] lo que condujo al concepto de módulo de enfermedad, actualmente utilizado para ayudar al descubrimiento de fármacos , el diseño de fármacos y el desarrollo de biomarcadores , como describió en 2012 en una charla TEDMED . [23] El trabajo de Barabási ha llevado a la fundación de la División Channing de Medicina en Red en la Facultad de Medicina de Harvard y el Instituto de Medicina en Red, que representa 33 universidades e instituciones de todo el mundo se comprometieron a avanzar en el campo. El trabajo de Barabási en medicina de redes ha llevado a múltiples predicciones experimentalmente refutables, ayudando a identificar nuevas vías validadas experimentalmente en el asma, [24] prediciendo un nuevo mecanismo de acción para el ácido rosmarínico, [25] y nuevas funciones terapéuticas de medicamentos existentes ( reutilización de medicamentos ). [26] Los productos de la medicina de redes han llegado a la clínica, ayudando a los médicos a decidir si los pacientes con artritis reumatoide responden a la terapia anti-TNF. [27] [28] Durante COVID Barabási dirigió una importante colaboración en la que participaron investigadores de  la Universidad de Harvard , la Universidad de Boston y el Instituto Broad, para predecir y probar experimentalmente la eficacia para pacientes con COVID de 6.000 medicamentos aprobados. [29] [30]

Dinámica humana

En 2005, Barabási descubrió la naturaleza de cola gruesa de los tiempos entre eventos en los patrones de actividad humana. El patrón indicó que la actividad humana es explosiva: períodos cortos de actividad intensa son seguidos por períodos largos que carecen de actividad detectable. Los patrones de ráfagas se han descubierto posteriormente en una amplia gama de procesos, desde la navegación web hasta las comunicaciones por correo electrónico y los patrones de expresión genética. Propuso el modelo Barabási [31] de dinámica humana , para explicar los fenómenos, demostrando que un modelo de colas puede explicar la naturaleza explosiva de la actividad humana, un tema que se trata en su libro Bursts: The Hidden Pattern Behind Everything We Do [32] .

Movilidad humana

Barabási sentó las bases para comprender los patrones individuales de movilidad humana a través de una serie de artículos influyentes. En su publicación de 2008 en Nature, [33] Barabási utilizó datos anónimos de teléfonos móviles para analizar la movilidad humana y descubrió que el movimiento humano exhibe un alto grado de regularidad en el tiempo y el espacio, y que los individuos muestran distancias de viaje constantes y una tendencia a regresar a lugares visitados con frecuencia. En un artículo posterior de Science de 2010, [34] exploró la predictibilidad de la dinámica humana mediante el análisis de las trayectorias de los usuarios de teléfonos móviles. Contrariamente a las expectativas, encontró una predictibilidad del 93 % de los movimientos humanos entre todos los usuarios. Introdujo dos principios que rigen las trayectorias humanas, lo que condujo al desarrollo del modelo ampliamente utilizado para la movilidad individual. [35] Utilizando este marco de modelado, una década antes de la pandemia de COVID-19, Barabási predijo los patrones de propagación de un virus transmitido por contacto directo. [36]

Control de red

Su trabajo sobre controlabilidad y observabilidad de redes planteó la cuestión fundamental de cómo las redes grandes se controlan a sí mismas. Para responder a esta pregunta, fue el primero en traer las herramientas de la teoría de control a la ciencia de redes. Propuso un método para identificar los nodos a través de los cuales se puede controlar una red compleja, al mapear el problema de control, ampliamente estudiado en física e ingeniería desde Maxwell , en el emparejamiento de grafos , fusionando la mecánica estadística y la teoría de control. [37] Utilizó el control de red para predecir la función de neuronas individuales en el conectoma de Caenorhabditis elegans , descubriendo nuevas neuronas involucradas en la locomoción y ofreciendo una confirmación experimental directa de los principios de control de red. [38]

Premios

Barabási fue galardonado con el Premio Lise Meitner de Gotemburgo 2024. Barabási fue galardonado con el Premio Julius Edgar Lilienfeld 2023 , el máximo galardón de la American Physical Society , [39]  "por su trabajo pionero en la física estadística de redes que transformó el estudio de sistemas complejos, y por sus contribuciones duraderas en la comunicación de la importancia de este campo en rápido desarrollo a una amplia gama de audiencias". En 2021 recibió el Premio EPS de Física Estadística y No Lineal , otorgado por la Sociedad Europea de Física por "sus contribuciones pioneras al desarrollo de la ciencia de redes complejas, en particular por su trabajo seminal sobre redes libres de escala, el modelo de apego preferencial, la tolerancia a errores y ataques en redes complejas, la controlabilidad de redes complejas, la física de los lazos sociales, las comunidades y los patrones de movilidad humana, las redes genéticas, metabólicas y bioquímicas, así como las aplicaciones en biología de redes y medicina de redes".

Barabási ha sido elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (2024), [40] Academia Austriaca de Ciencias (2024), Academia Húngara de Ciencias (2004), Academia Europaea (2007), [41] Academia Europea de Ciencias y Arte (2018), Academia Rumana de Ciencias [42] (2018) y Academia de Ciencias de Massachusetts (2013). Fue elegido miembro de la Sociedad Estadounidense de Física (2003), [43] de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (2011), de la Sociedad de Ciencias de Redes (2021). Fue galardonado con un Doctorado Honoris Causa por la Universidad de Óbuda (2023) en Hungría, la Universidad Técnica de Madrid [44] (2011), la Universidad de Utrecht [45] (2018) y la Universidad Occidental de Timișoara (2020). [46]

Recibió el Premio Bolyai de la Academia Húngara de Ciencias (2019), el Premio Científico Senior de la Sociedad de Sistemas Complejos (2017) por "establecer las bases de lo que ahora es la Ciencia de Redes Moderna", [47] el Premio Lagrange (2011), el Premio C&C (2008) Japón "por estimular la investigación innovadora en redes y descubrir que la propiedad de escala libre es una característica común de varias redes complejas del mundo real" [48] y el Premio Cozzarelli, Academias Nacionales de Ciencias (EE. UU.), [49] la Medalla John von Neumann (2006) otorgada por la Sociedad de Computación John von Neumann de Hungría, por logros sobresalientes en ciencia y tecnología relacionadas con la computación [50] y el Premio Aniversario FEBS para Biología de Sistemas (2005).

En 2021, Barabási ocupó el segundo lugar en el mundo en el campo de la ingeniería y la tecnología. [51]

Publicaciones seleccionadas

Referencias

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Enlaces externos