[ABE-L] COLMEA - 30 de novembro - no CBPF -

[Maria Eulalia Vares]

Prezadoscolegas,

o próximo encontro do COLMEA, ColóquioInterinstitucional Modelos Estocásticos e Aplicações, terá lugarno próximo dia 30, no CBPF

Programa:

14:00 - 15:20h:Alexandre Malta Rossi (CBPF)
Nanomateriais para a saúde humana:avanços recentes na pesquisa científica e tecnológica eperspectivas futuras

15:40 - 17:00h: Bruno Mota (IF-UFRJ)

Comoo cérebro se dobra? Implicações de um modelo simples e universalpara a morfologia cortical

17:00h: Discussão e lanche

Local: CBPF. Auditório Min. JoãoAlberto Lins de Barros.

RuaXavier Sigaud, 150. Urca. Rio de Janeiro

Umcartaz para divulgação encontra-se aqui:

http://www.im.ufrj.br/~coloquiomea/cartaz/2016_11.pdf

Informaçõesmais completas sobre o COLMEA podem ser encontradas aqui:

http://www.im.ufrj.br/~coloquiomea/

Todos são muito bem vindos. Agradecemos também peladivulgação em sua 
instituição.

Atenciosamente,

ocomitê organizador: Augusto Q. Teixeira (IMPA), Evaldo M.F. Curado(CBPF), 
Fábio D. A. Aarão Reis (UFF), Leandro P. R. Pimentel(UFRJ), Maria Eulalia Vares (UFRJ), Simon Griffiths (PUC-Rio)

Resumosdas palestras:

Nanomateriaispara a saúde humana: avanços recentes na pesquisa científica etecnológica e perspectivas futuras

AlexandreMalta Rossi (CBPF)

Odesenvolvimento da nanociência e da nanotecnologia ocorrido nosúltimos 20 anos trouxe grande impacto na medicina e no mercado deprodutos para a saúde humana. Sistemas nanoestruturados enanopartículas têm sido propostos para aplicações clínicas emáreas tais como doenças infecciosas e degenerativas, traumas etumores, doenças do aparelho cardiovascular e nervoso e doenças dosistema imunológico. A nanomedicina surge como uma das áreas maispromissoras para enfrentar os desafios da saúde humana no nossoséculo. O desenho de um dispositivo biocompatível com dimensõesinferiores a 100 nm é complexo e exige novos métodos preparação eprocessamento, técnicas analíticas não convencionais decaracterização de propriedades físico-químicas e, em especial, oconhecimento das interações dos nanosistemas com fluidosbiológicos, células e tecidos. Nesta apresentação farei umaanálise dos avanços na pesquisa sobre nanomaterias enanodispositivos biocompatíveis e os desafios científicos etecnológicos p
 ara torná-los produtos eficientes e seguros para usoem seres humanos.

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Comoo cérebro se dobra? Implicações de um modelo simples e universalpara a morfologia cortical

BrunoMota (IF-UFRJ)

Ocórtex cerebral mamífero é provavelmente a mais complexa eversátil estrutura já estudada pela ciência. Ele é composto pordezenas de bilhões de neurônios, conectados entre si por trilhõesde sinapses, organizados em estruturas espacialmente complexas eapresentando atividade ocorrendo em escalas de tempo que vão demilissegundos a décadas. Este não parece ser um sistema cujaspropriedades essenciais possam ser obtidas a partir de primeirosprincípios.

Acomparação entre espécies diferentes demonstra a existência dealgumas regularidades sugestivas, porém. Morfologicamente, há umadistinção aparentemente clara entre cortices girificados (i.e.,dobrados, e tipicamente maiores) e lisoencefálicos (i.e., lisos, etipicamente menores). Mas, de forma geral, os principais elementosconstituintes do sistema nervoso são

conservadosentre diferentes espécies apesar da sua enorme variedade de volumescerebrais, número de neurônios e capacidade cognitiva, e o seudesenvolvimento é controlado por uns poucos milhares de kilobits deinformação genética. De fato, estudos da neuroanatomia comparadasugerem fortemente que existe um mecanismo não-procedural einvariante por escala que resulta na girificação do cortex como umtodo.

Naprocura por tal mecanismo, mostramos que a maneira como corticesgiroencefálicos se dobram, os lisoencefálicos não se dobram, e atransição entre ambos, podem ser todas expressas por uma lei depotência que relaciona três variáveis morfológicas. Esta relação,por sua vez, resulta da minimização de uma energia livre efetivaassociada à forma do cortex, de acordo com um modelo físico simplesbaseado em mecanismos conhecidos da distensão axonal e da naturezaauto-evitante da superfície cortical. O modelo prevê o valorcorreto da dimensão fractal desta última sem ajuste de parâmetros,e mostra que a única escala de tamanho relevante para a girificaçãoé dada pela espessura cortical. Empiricamente, ele se mostra emexcelente concordância com dados obtidos a partir de córtices demais de 60 espécies de mamíferos, que vão do camundongo aoelefante.

Usandosuperfícies corticais reconstruídas a partir de MRI, mostramosainda que a mesma relação universal se aplica a humanos, semdistinção entre sexos; mas que ao longo do envelhecimento sadioocorre uma redução monotônica de uma constante multiplicativa (quenão é especificada pela teoria) associada à plasticidade mecânicados axônios. Indivíduos com doença de Alzheimer, por outro lado,apresentam uma redução muito mais dramática deste parâmetro, oque indica que, pelo menos do ponto de vista morfológico, oAlzheimer pode ser visto como um envelhecimento prematuro do córtex.

Todasestas regularidades parecem implicar que, apesar de toda adiversidade morfológica e funcional, a evolução de fato dispõe desomente um número limitado de graus de liberdade com os quais moldarum córtex em resposta às diferentes restrições e pressõesadaptativas que afetam diferentes espécies de mamíferos. Em termosadaptativos, isto implica que as propriedades globais de todos oscórtices são em grande parte consequências necessárias, e nãocontingentes, da minimização vinculada do cabeamento axonal de umasuperfície cortical auto-evitante em crescimento.

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Maria Eulalia Vares 
Instituto de Matemática - UFRJ 
http://www.im.ufrj.br/~eulalia 
#fica MCTI

 
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