Investigadores de la Universidad de Salamanca estudian las aplicaciones biomédicas de los autómatas celulares

AVPR/DICYT El Grupo de Investigación en Autómatas Celulares y sus Aplicaciones (GIACA) está formado por cuatro profesores del Departamento de Matemática Aplicada de la Universidad de Salamanca con los que colaboran dos científicos titulares del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y dos estudiantes de tercer ciclo. Fundado en 2002, el grupo ha publicado ya 12 artículos de investigación en revistas nacionales e internacionales y cuenta con tres patentes. Los retos que se plantean ahora, según ha explicado a DICYT uno de sus integrantes, el profesor Ángel Martín del Rey, "pasan por aplicar los modelos matemáticos al campo de la biomedicina".

Concretamente se han planteado dos tipos de aplicaciones: un modelo de diagnóstico que oriente a los oncólogos a la hora de valorar la evolución del cáncer en un organismo, y un autómata orientado a modelizar cómo se propaga una epidemia. Se trata de un proyecto sólido que ha merecido la confianza de la Fundación Memoria de Samuel Solórzano Barriuso, que les ha concedido una beca de 1.500 euros para continuar con el desarrollo de sus modelos.

De la teoría matemática a las necesidades reales

Los autómatas celulares son en realidad modelos matemáticos muy generales en los que se cuenta con una serie de elementos idénticos entre sí distribuidos de manera homogénea en un espacio dimensional. Estos objetos se denominan 'células', y su estado puede cambiar en función de las variables que se le introducen al sistema. El conjunto de células se rige por una regla en función de la cual se realizan los cálculos de estado de cada célula a medida que pasa el tiempo. Por este motivo se habla de un sistema dinámico. Otra de las características fundamentales de este tipo de modelos matemáticos es que la cantidad de estados que puede adoptar cada una de estas células es finito, con lo que se simplifica la obtención de resultados."Aunque parece muy complejo y abstracto, es un modelo con muchas aplicaciones. Las más comunes son, por ejemplo, la predicción del comportamiento de un incendio o de un flujo de lava o agua", explica Martín del Rey.

Precisamente una de las primeras modelizaciones a las que aplicaron sus autómatas celulares fueron las simulaciones del avance de un incendio donde el terreno afectado por el fuego era dividido en celdas y los parámetros que condicionaban el estado de estas celdas eran factores como la inclinación del terreno, la humedad o la dirección del viento, entre otros.

Martín del Rey explica: "para identificar las variables que debemos incluir en los modelos aplicables a biomedicina necesitamos el asesoramiento de profesionales médicos, por este motivo ya hemos establecido contactos con dos doctores, uno del Hospital 9 de Octubre de Valencia y un médico de atención primaria que en estos momentos trabaja en Zamora".

Imágenes seguras

Otro de los campos en los que el Giaca se encuentra trabajando en estos momentos es en la transmisión, almacenamiento y manipulación segura de imágenes médicas digitales. Cada vez existen técnicas más dispares y con mayor valor diagnóstico para obtener imágenes médicas, que van desde la simple radiografía a la tomografía axial computerizada. El almacenar dichas imágenes de manera segura, evitando cualquier posible modificación intencionada o no de las mismas, es una preocupación creciente entre los miembros del Grupo de Investigación en Autómatas Celulares y sus Aplicaciones. Así, en 2003 estos investigadores consiguieron patentar un protocolo capaz de guardar una imagen secreta de manera segura.