Introdução a teoria da informação e reconstrução de redes

• Processo: 25/21841-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física
• Pesquisador responsável: Thomas Kaue Dal Maso Peron
• Beneficiário: Pietra Gullo Salgado Chaves
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Ciência de dados Dinâmica não linear Processamento de sinais Redes complexas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ciência de dados | Dinâmica Não Linear | Processamento de Sinais | Redes Complexas | Processos dinâmicos em redes complexas

Resumo

Redes funcionais têm sido amplamente utilizadas em estudos sobre Epilepsia, Autismo, Alzhei-mer e diversas outras condições neurológicas, pois permitem caracterizar a conectividade entre dife-rentes regiões do cérebro. A partir dessas redes, extraem-se métricas capazes de revelar padrões deinteração que distinguem pacientes de grupos controle. No entanto, um dos principais desafios daárea consiste na escolha da métrica de conectividade mais adequada para quantificar as relações en-tre regiões cerebrais, uma vez que diferentes medidas podem capturar aspectos distintos da dinâmicaneural.Diante desse contexto, este projeto propõe uma abordagem comparativa de métodos para recons-trução de redes funcionais a partir de dados de Eletroencefalograma (EEG). A metodologia envolvea geração de redes sintéticas, criadas de forma aleatória e utilizadas como benchmark para avaliaçãodas medidas. Em seguida, atribui-se um sinal dinâmico a cada nó da rede, simulando sua evoluçãotemporal por meio de modelos caóticos, como o de Rössler. A esses sinais, serão aplicadas diferentesmétricas de conectividade, incluindo tanto medidas clássicas da teoria da informação quanto métricasamplamente exploradas na literatura: correlação de Pearson, informação mútua, medida de interde-pendência não linear e sincronização de fase. Cada uma delas dará origem a redes funcionais que,posteriormente, serão comparadas à rede original de referência por meio de índices de similaridade,como o coeficiente de Jaccard ou métricas correlatas.Como resultado esperado, a pesquisa busca identificar quais medidas são mais eficazes na recons-trução de redes funcionais, considerando a natureza do sinal e das interações envolvidas. Assim,pretende-se oferecer subsídios para a escolha de métricas mais adequadas em estudos de condiçõescerebrais, contribuindo para análises mais precisas e melhor compreensão da conectividade neural. (AU)