Noves pistes sobre com s'organitzen xarxes com Twitter respecte de notícies virals

Arreu hi ha exemples de sistemes complexos. En l'organisme, les connexions de les neurones o les interaccions entre proteïnes són dos sistemes d'aquest tipus, però també n'hi ha a les ciutats, en els models econòmics o fins i tot en les xarxes socials. El denominador comú és que estan formats per molts elements que es relacionen entre si i es poden representar i estudiar com una xarxa. 

Des de fa més d'una dècada, els científics estudien la possibilitat de trobar més d'un tipus d'organització estructural en una mateixa xarxa i això és el que ha analitzat en la seva tesi María José Palazzi, doctorada amb el programa de Tecnologies de la Informació i de Xarxes de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC). 

«La idea era caracteritzar i explorar l'existència de més d'un patró estructural en una mateixa xarxa. Veure fins a quin punt això podria ser un fet anecdòtic o freqüent en les xarxes reals i intentar entendre alguns dels mecanismes que donen lloc al fet que emergeixin aquest tipus d'estructures», explica Palazzi, que investiga amb el grup Complex Systems (CoSIN3) de l'Internet Interdisciplinary Institute (IN3) de la UOC, i la tesi del qual l'ha dirigida Javier Borge, investigador líder d'aquest grup, i l'ha codirigida el seu company Albert Solé, professor dels Estudis d'Informàtica, Multimèdia i Telecomunicació.

Els científics han analitzat diversos casos reals. Un d'ells es refereix als patrons d'interacció entre usuaris i els anomenats mems en entorns en línia i els seus canvis amb el pas del temps. En concret, els investigadors es van centrar en Twitter i es van ajudar de les etiquetes (hashtags) per analitzar aquestes dades. 

Sobre Twitter, Palazzi a la seva tesi ha estudiat, entre altres esdeveniments, les eleccions generals de l'abril del 2019 o l'atemptat contra la revista francesa Charlie Hebdo de fa sis anys. En el cas dels comicis, entre el 12 d'abril i el 6 de maig de l'any en què es van celebrar, Palazzi va rescatar, d'entre el total de continguts possibles, més de 30 milions de piulades, de més d'1,8 milions d'usuaris i amb més de 124.000 etiquetes. Pel que fa a l'activitat a Twitter arran de l'atemptat contra la publicació satírica francesa, la investigadora va tenir en compte més de sis milions de piulades, fetes per més de dos milions d'usuaris i amb més de 102.000 etiquetes, del 8 i el 9 de gener del 2015.

«El sistema tendeix a organitzar-se en una estructura modular amb una jerarquia interna que, normalment, respon als diferents interessos dels usuaris», assenyala la investigadora. Per exemple, davant d'una notícia que esdevé viral, el sistema es reorganitza cap a una estructura imbricada (nested en anglès), en la qual els elements amb poques connexions (anomenats especialistes) van formant subconjunts amb els elements amb més connexions (anomenats generalistes). 

Els especialistes, menys actius a la xarxa social, interactuen només amb generalistes, però els generalistes, que són més actius i piulen amb més freqüència, poden interactuar també entre si. Una vegada que l'interès per l'esdeveniment desapareix, el sistema torna a la seva organització, normalment modular. 

Un altre cas real va consistir a estudiar els patrons que sorgeixen d'interaccions que porten a terme desenvolupadors de programari amb els fitxers que componen un projecte de programari lliure. «Vam descobrir que els patrons evolucionen cap a una estructura de blocs o mòduls i que, a mesura que el projecte avança, aquests mòduls s'organitzen internament d'una manera jeràrquica», detalla Palazzi. 

Un avenç en l'anàlisi de xarxes

El que ha aportat aquesta tesi al seu camp d'estudi és un avenç en l'anàlisi estructural de xarxes. «Hi havia un petit gap pel que fa a la nostra comprensió de les condicions per a la coexistència de patrons a macroescala —tota la xarxa— com la nestedness i la modularitat, que és a mesoescala —els grups que conformen la xarxa—», resumeix la científica.

La recerca ja ha estat publicada en quatre revistes científiques: Scientific Reports, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Journal of the Royal Society Interface i, recentment, a Nature Communications.

Aquesta última publicació es correspon amb l'últim capítol de la tesi i és fruit d'una triple col·laboració entre la Universitat de Pàdua (Itàlia), l'Institut de Física Interdisciplinària i Sistemes Complexos (IFISC) i el grup de recerca CoSiN3. La recerca s'emmarca en el projecte TEAMS (Towards an Ecological Approach of Information Systems) i ha estat finançada per la caixa d'estalvis de Pàdua Fondazione Cassa di Risparmio di Padova e Rovigo.

Aquesta recerca afavoreix l'objectiu de desenvolupament sostenible següent (ODS): 9, indústria, innovació i infraestructura.  

Referència de la tesi

Palazzi, M. J. «Structural and dynamical interdependencies in complex networks at macro- and mesoscale: nestedness, modularity, and in-block nestedness».

Articles relacionats

Palazzi, M.J., Solé-Ribalta, A., Calleja-Solanas, V. et al. An ecological approach to structural flexibility in online communication systems. Nat Commun 12, 1941 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22184-2

Manuel S. Mariani, María J. Palazzi, Albert Solé-Ribalta, Javier Borge-Holthoefer, Claudio J. Tessone, Absence of a resolution limit in in-block nestedness, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Volume 94, 2021, 105545, ISSN 1007-5704, https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2020.105545

Palazzi M. J., Borge-Holthoefer J., Tessone C. J. and Solé-Ribalta A. 2019 Macro - and mesoscale pattern interdependencies in complex networks J. R. Soc. Interface. http://doi.org/10.1098/rsif.2019.0553

Palazzi, M.J., Cabot, J., Cánovas Izquierdo, J.L. et al. Online division of labour: emergent structures in Open Source Software. Sci Rep 9, 13890 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-50463-y

UOC R&I 

La recerca i innovació (R+I) de la UOC contribueix a solucionar els reptes a què s'enfronten les societats globals del segle xxi, mitjançant l'estudi de la interacció entre la tecnologia i les ciències humanes i socials, amb un focus específic en la societat xarxa, l'aprenentatge en línia i la salut digital. Els més de 500 investigadors i 51 grups de recerca s'articulen entorn dels set estudis de la UOC i dos centres de recerca: l'Internet Interdisciplinary Institute (IN3) i l'eHealth Center (eHC).

Els objectius de l'Agenda 2030 de desenvolupament sostenible de les Nacions Unides i el coneixement obert són eixos estratègics de la docència, la recerca i la innovació de la UOC. Més informació: research.uoc.edu. #25anysUOC