Η θεωρία γραφημάτων και οι αλγόριθμοι προσφέρουν πολύτιμες εργαλειοθήκες για τη μοντε-
λοποίηση 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 χρησι-
μότητα 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 προηγούμε-
νων 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.
(EL)
Graph theory and algorithms offer precious toolboxes for the modelling as well as the analysis
of numerous phenomena in natural sciences. Here a review of the modern bibliography is pre-
sented, divided in four main chapters, giving some indications on how the concepts of these two
disciplines can be used for the study of animal behaviour and neuroscience. As an exception
the premier part of the first chapter provides a short discussion on the applications of graph
theory on molecular biology. This choice made in order to make this work more complete and
give to the readers from various backgrounds an, as much as possible, overall view of the future
potential of such interdisciplinary approaches. The rest two sections of the first chapter deals
with brain networks and central terms of graph theory, such as centrality, in their study. The
second chapter introduces some concepts of animal sociality and refers to studies of animal
cooperation, focusing on evolutionary graph and game theory. Moreover, in the last section of
this chapter the collective motion of animal groups is discussed providing, into the bargain, an
introduction of basic terms for the subsequent third chapter. Interdisciplinary research, aiming
to unite methods from different fields, is vastly used in order to answer biological questions.
Although, as it is presented below, both the fields of algorithms and biology can contribute to
the elaboration of each other. Hence, the third chapter provides information about algorithms
whose design has been inspired by the (collective) behaviour of animals in the nature. Finally,
the fourth chapter deviates anew from the central focus of the previous chapters and makes a
short introduction in the substantial controversial computational nature of cognition and by
extension behaviour. Overall, one can observe that the cooperation of the above mentioned
fields is extensive while the accomplished research opens new questions which can be studied
only in the light of such collaborations.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
