Estimativa de Parâmetros em Vias Bioquímicas: Uma Comparação de Métodos de Otimização Global

Aqui abordamos o problema da estimativa de parâmetros (problema inverso) de vias bioquímicas dinâmicas não lineares. Este problema é formulado como um problema de programação não linear (NLP) sujeito a restrições diferenciais-algébricas não lineares. Sabe-se que esses problemas são frequentemente mal condicionados e multimodais. Assim, métodos tradicionais de otimização local (baseados em gradiente) falham em chegar a soluções satisfatórias. Para superar essa limitação, explora-se o uso de vários métodos de otimização global determinísticos e estocásticos de última geração. Um estudo de caso considerando a estimativa de 36 parâmetros de um modelo dinâmico bioquímico não linear é tomado como referência. Apenas um certo tipo de algoritmo estocástico, estratégias de evolução (ES), é capaz de resolver esse problema com sucesso. Embora esses métodos estocásticos não possam garantir a otimalidade global com certeza, sua robustez, além do fato de que em problemas inversos eles têm um limite inferior conhecido para a função de custo, os tornam os melhores candidatos disponíveis.