UTN- FRC -Producción Académica de Investigación y Desarrollo - Artículos

Permanent URI for this collectionhttp://48.217.138.120/handle/20.500.12272/2453

Browse

Author: search.filters.author.Ré, Miguel A.Has files: Yes

Search Results

Now showing 1 - 7 of 7
  • Thumbnail Image
    Item
    Generalization of entropy based divergence measures for symbolic sequence analysis
    (Public Library of Science, 2014) Ré, Miguel A.; Azad, Rajeev K.
    Entropy based measures have been frequently used in symbolic sequence analysis. A symmetrized and smoothed form of Kullback-Leibler divergence or relative entropy, the Jensen-Shannon divergence (JSD), is of particular interest because of its sharing properties with families of other divergence measures and its interpretability in different domains including statistical physics, information theory and mathematical statistics. The uniqueness and versatility of this measure arise because of a number of attributes including generalization to any number of probability distributions and association of weights to the distributions. Furthermore, its entropic formulation allows its generalization in different statistical frameworks, such as, non-extensive Tsallis statistics and higher order Markovian statistics. We revisit these generalizations and propose a new generalization of JSD in the integrated Tsallis and Markovian statistical framework. We show that this generalization can be interpreted in terms of mutual information. We also investigate the performance of different JSD generalizations in deconstructing chimeric DNA sequences assembled from bacterial genomes including that of E. coli, S. enterica typhi, Y. pestis and H. influenzae. Our results show that the JSD generalizations bring in more pronounced improvements when the sequences being compared are from phylogenetically proximal organisms, which are often difficult to distinguish because of their compositional similarity. While small but noticeable improvements were observed with the Tsallis statistical JSD generalization, relatively large improvements were observed with the Markovian generalization. In contrast, the proposed Tsallis-Markovian generalization yielded more pronounced improvements relative to the Tsallis and Markovian generalizations, specifically when the sequences being compared arose from phylogenetically proximal organisms.
  • Thumbnail Image
    Item
    Generalización de la divergencia de Jensen Shannon a estadística no extensiva para el análisis de secuencias
    (Asociación Física Argentina, 2012) Bussandri, Diego; Garro Linck, Leonel; Ré, Miguel A.; Lamberti, Pedro
    La divergencia de Jensen Shannon (JSD), una versión simetrizada de la divergencia de Kullback Leibler, permite cuantificar la diferencia entre distribuciones de probabilidad. Debido a esta propiedad ha sido ampliamente utilizada para el ánalisis de secuencias simbólicas, comparando la composición simbólica de posibles subsecuencias. Una ventaja que ofrece JSD es que no requiere el mapeo de la secuencia simbólica a una secuencia numérica, necesaria por ejemplo en el análisis de correlación espectral. Se han propuesto distintas extensiones de JSD para mejorar la detección de bordes de subsecuencias en una secuencia, en particular para el análisis de secuencias de DNA. Desde su propuesta original, la extensión propuesta por Tsallis a la entropía de Boltzmann Gibbs ha sido considerada para extender sus resultados y aplicaciones. Sin embargo no surge una única posibilidad para la extensión de JSD a partir de la definición de Tsallis. Consideramos aquí posibles extensiones de la JSD en el marco de la entropía de Tsallis y consideramos los resultados que se obtienen cuando se aplican al anlisis de secuencias simbólicas para la detección de bordes de subsecuencias.
  • Thumbnail Image
    Item
    Modelo para traslocación de polímeros a través de nanoporos
    (Asociacion Fìsica Argentina, 2011) Ré, Miguel A.
    El proceso de traslocación de polímeros a través de biomembranas es un problema de gran importancia en una variedad de procesos biológicos. Transporte de proteínas a través de membranas celulares, de ARN a través de membranas nucleares, transporte de macromoléculas en distribución de fármacos o transferencia de genes en biotecnología son ejemplos de este tipo de procesos. El proceso de traslocación, en sus distintas manifestaciones, es complejo debido a la flexibilidad que presentan las cadenas y las fluctuaciones del medio. Se presenta en esta comunicación un modelo para la traslocación de polímeros, inspirado en un método propuesto para secuenciación de ADN, basado en el esquema de Caminatas Aleatorias de Tiempo Continuo. Se incluye una dinámica que reproduce el comportamiento no exponencial a tiempos largos para la distribución de tiempos de traslocación observado en esta técnica de secuenciación y se analiza el efecto del sesgo en el desplazamiento.
  • Thumbnail Image
    Item
    Efecto del sesgo en la difusión en medios fluctuantes
    (Asociación Física Argentina, 2014) Bustos, Natalia C.; Ré, Miguel A.
    Diversos fenómenos en Química o Biología pueden modelarse como un problema de difusión entre obstáculos fluctuantes. A modo de ejemplo mencionamos la migración de pequeñas moléculas a través de proteínas como la mioglobina. El modelo de difusión puede plantearse como una Caminata Aleatoria de Tiempo Continuo (CTRW) en una región finita limitada por barreras que fluctúan entre un estado cerrado que impide el paso de la partícula, devolviéndola a la región de procedencia, y un estado abierto que permite el paso de la partícula. La presencia de estas barreras fluctuantes favorece la probabilidad de transmisión de la partícula a través de la región: la probabilidad de que una partícula que ingresa por el extremo izquierdo abandone la región por el extremo derecho. Se presenta en esta comunicación un modelo de CTRW sesgado para una partícula en una región finita limitada por dos barreras fluctuantes. Se trabaja en particular en la situación intermedia en la que la tasa de fluctuaciones de las barreras es comparable con la tasa de transiciones en el desplazamiento. Se analiza la dependencia de la ganancia en transmisión en función del sesgo de la distribución de probabilidades para el desplazamiento de la partícula, la relación entre las tasas de transmisión y fluctuación y la longitud de la región.
  • Thumbnail Image
    Item
    Reaction rate in an evanescent random walkers system
    (Instituto de Fisica de Liquidos y Sistemas Biologicos, 2015) Ré, Miguel A.; Bustos, Natalia C.
    Diffusion mediated reaction models are particularly ubiquitous in the description of physical, chemical or biological processes. The random walk schema is an useful tool for formulating these models. Recently evanescent random walk models have received attention to include finite lifetime processes. For instance activated chemical reactions, such as laser photolysis, exhibit a different asymptotic limit when compared with immortal walker models. It is presented here a diffusion limited reaction model based on an one dimensional continuous time random walk on a lattice with evanescent walkers. The absorption probability density and the reaction rate are analytically calculated in the Laplace domain. A finite absorption rate is considered, a model usually referred to as imperfect trapping. Short and long time behaviors are analyzed.
  • Thumbnail Image
    Item
    Comparación de métodos para la detección de bordes en imágenes satélitales SAR
    (Asociación Argentina de Mecánica Computacional, 2019) Ré, Miguel A.; Nemer Pelliza, Karim Alejandra
    Resumen. El reconocimiento y delimitación de regiones homogéneas en imágenes satelitates de ra- dar de apertura sintética (SAR) es un problema de interés por las diversas aplicaciones posibles. Sin embargo la presencia del ruido de speckle en la retrodispersión dificulta el procesamiento de las imá- genes con métodos tradicionales. Surge así el interés en el análisis y evaluación de distintas alternativas para superar esta dificultad. Presentamos en esta comunicación un análisis comparativo del desempe- ño de dos métodos desarrollados por uno de los autores con una nueva alternativa en desarrollo ba- sada en la divergencia de Jensen Shannon, una medida de semejanza entre distribuciones de probabi- lidad. Las densidades a comparar se estiman por el método del kernel de densidad. Se generan imá- genes sintéticas y se evalúa el desempeño de cada método por la cifra de mérito de Pratt (PFoM).
  • Thumbnail Image
    Item
    A method for continuous-range sequence analysis with Jensen-Shannon divergence
    (2021) Ré, Miguel A.; Aguirre Varela, Guillermo G.
    Mutual Information (MI) is a useful Information Theory tool for the recognition of mutual dependence between data sets. Several methods have been developed fore estimation of MI when both data sets are of the discrete type or when both are of the continuous type. However, MI estimation between a discrete range data set and a continuous range data set has not received so much attention. We therefore present here a method for the estimation of MI for this case, based on the kernel density approximation. This calculation may be of interest in diverse contexts. Since MI is closely related to the Jensen Shannon divergence, the method developed here is of particular interest in the problems of sequence segmentation and set comparisons.