XXV Congresso Nacional de Matemática Aplicada e Computacional (CNMAC) será realizado de 16 a 19 de Setembro de 2002.

Local: Friburgo, RJ


APOIO FINANCEIRO: Instituto do Milênio de Matemática, coordenador Prof. Jacob Palis, e SMB

Recebemos US$ 1500 (World Outreach Committee da Society for Mathematical Biology , WOC-SMB) para custear a participação de estudantes e jovens pesquisadores. Resultado  divulgado em  11/09.


Estamos planejando colocar nesta página todas as palestras. Solicitamos que os apresentadores tragam cópia xerox das transparências  (ou diskete) para que possamos fazer isso. Nosso objetivo e  que  as pessoas possam ter acesso ao material apresentado durante a reunião.



 
Atividades programadas pelo Comitê BioMat-SBMAC:



1)Palestras plenárias gerais


18/09     11:00 - 12:00 hs (Centro 02)

"Dynamics of metapopulations on dynamic landscapes and network"
Jorge X. Velasco-Hernandez
WOC-SMB, Mexican Oil Institute
I will describe recent research on the spatiotemporal patterns of metapopulations on a dynamic landscape where habitat loss and creation is allowed, and on habitat distributed as a small world network. Results on analytical and computational aspects of the dynamics will be presented.




17/09   17:30 - 18:30 hs:


"O Impacto da Matemática em Biociências (e vice-versa): Exemplos e Desafios em Tomografia e Microscopia Eletrônica Tri-dimensional"

Jorge Zubelli
IMPA

Nas últimas décadas a tomografia computadorizada tem permitido avanços surpreendentes em diversas áreas de medicina. Do ponto de vista de desenvolvimento científico isso se deve a um tremendo esforço de integração interdisciplinar. Em diversos centros aonde tais equipamentos foram desenvolvidos ou estão sendo aperfeiçoados, como a Mayo Clinic e a GE Medical Systems, é comum ver matemáticos trabalhandolado a lado com biólogos, engenheiros, físicos e médicos.
Nesta palestra pretendo inicialmente fazer um breve apanhado das ferramentas matemáticas que permitiram a tomografia se tornar uma realidade, bem como alguns dos problemas matemáticos suscitados pela mesma. A seguir discutirei algums dos desafios matemáticos encontrados pelo imageamento de tecidos com infra-vermelho e pela microscopia eletrônica tri-dimensional de macro-moléculas.


2) Minicurso sobre Modelagem em BioMatemática

Serão 4 aulas ( das 16:00hs às 17:30)  onde serão apresentados exemplos de ferramentas usadas para modelagem em BioMatemática. As aulas serão

dadas na seguinte ordem:  

Claudio J. Struchiner (FIOCRUZ) -  "Introdução  à dinâmica populacional das doenças transmissíveis"

Ivan L. Guerrini (IB-Unesp Botucatu) - "Caos e fractais: introdução a fenômenos complexos e não lineares da natureza"


Luiz Bevilacqua (LNCC) - "Introdução à geometria fracionária e alguns exemplos em sistemas biológicos"


Coraci P. Malta (IF-USP) -  "Modelo determinístico, não linear, com dependência do passado"

3) Minisimpósio de Biologia Matemática


Serão realizadas  sessões nos dias 17 e 18 de Setembro  das 14:00 às 17:40 horas (cafe das 15:30 
às 15:50). Em cada sessão haverá 5 apresentações de 30 minutos (incluindo pelo menos 5 minutos para discussão), e será encerrada por palestra de 40 minutos (mais 10 minutos para perguntas).  


17/09


"Algumas considerações sobre os acontecimentos iniciais de uma epidemia "
Claudia Codeço
FIOCRUZ


Uma série de eventos deve acontecer para que uma epidemia se desencadeie. Em termos bem gerais, podemos dizer que, primeiro, é preciso que chegue o patógeno, e , segundo, que existam condições de transmissão.Uma abordagem para avaliar as condições de transmissão e  através do cálculo do número reprodutivo básico, que pode ser interpretado como o número médio de infecções secundárias gerado por um indivíduo infectado típico, após sua introdução numa população grande de suscetíveis. Nesta apresentação considero modelos que descrevem os momentos iniciais de uma epidemia. A partir destes modelos é sugerida a construção de indicadores que associem as condições de transmissão com a probabilidade de chegada do patógeno. Aplicações na epidemiologia de algumas doenças infecciosas são apresentadas a título de exemplo.



 "Análise estatística multivariada, empregada em monitoramento ambiental, na 
área de influência de emissários submarinos"

 Paulo Mafalda Jr.
UFBA

Os dados abióticos foram ordenados, através da análise de componentes principais, com o objetivo de verificar quais são os principais fatores oceanográficos físicos, químicos e geológicos, responsáveis pelo gradiente ambiental verificado na área de influência de emissário submarinos oceânicos, localizados na costa norte da Bahia. A análise canônica de correspondência foi empregada para relacionar a estrutura dacomunidade  de invertebrados bentônicos marinhos, representada por índices de biomassa, densidade e riqueza, com as variáveis sedimentológicas, tais como: granulometria do sedimento, nutrientes e metais pesados.


Luiz Lopez
FM-USP



"Dinâmica Populacional de Infecções Virais"
Paolo Marinho de Andrade Zanotto
ICB-USP

Filogenias virais informam sobre a origem dos virus, sua distribuição biogeográfica, o modo de transmissão e contágio, dinâmica de tranmissão (R-) e mecanismos de seleção. Os regimes seletivos detectados em genalogias virais auxiliam a compreensão de mecanismos relacionados com imunidade e eventualmente no desenho de vacinas. Exemplos de usos de inferências genealogicasa partir de informação genética viral serão apresentados e discutidos.


"Quebra de Simetria e Formação de Espécies"
Michael Forger
IME-USP

O objetivo da palestra é apresentar um modelo matemático, recentemente proposto por Cohen e Stewart, para a especiação simpátrica, baseado na teria de bifurcações equivariantes em sistemas dinâmicos com simetria.

Palestra de 40 minutos  

"Perspectivas Futuras da Modelagem de Epidemias"
Eduardo Massad
FM-USP

Após algumas décadas de desenvolvimentos teóricos e aplicações práticas da Matemática na Epidemiologia das Moléstias Infecciosas é possível identificar uma estrutura matemática bem estabelecida, cuja credibilidade tem sido atestada por diversas aplicações no campo da Saúde Pública.O desafio para os futuros desenvolvimentos, em nossa opinião, reside no tratamento das diversas heterogeneidades, em particular das advindas da enormidade de dados resultantes dos vários projetos genoma. Nesta apresentação serão discutidos, além dos desafios das heterogeneidades, aspectos teóricos relativos aos desenvolvimentos de novos métodos e novas aplicações da matemática em epidemiologia. As fronteiras do conhecimento relativas aos métodos e aplicações são, em nossa opinião, as seguintes
  1.    Métodos  equações com atrazo no tempo (ou idade), teoria dos jogos, processos estocásticos, análises de séries temporias e lógica fuzzy;
  2.     Aplicações  genética, imunologia, econometria, climatologia e demografia.
Exemplos de propostas de desenvolvimentos nas duas áreas acima serão apresentados.


18/09


"Módulo de cisalhamento da molécula do DNA"
Alexandre Fontes da Fonseca
IF-USP
Sabe-se que as propriedades mecânicas e elásticas da molécula do DNA dependem da sua estrutura primária, isto é, da sequência definida, ao longo dela, pelos quatro tipos de bases:(A)Adenina, (G)Guanina, (C)Citosina e (T)Timina. Neste trabalho, a partir de dados presentes na literatura, nós obtemos o módulo de cisalhamento para todos os 136 tetranucleotídeos, isto é, pequenas sequências formadas por combinações de quatro bases. Discutiremos a importância deste cálculo na modelagem do DNA ao nível mecânico. Os nossos resultados confirmam, do ponto de vista mecânico/elástico, a razão da sequência "TATA" ser encontrada na origem dos processos de transcrição e replicação. 





"Identificação de Sítios de Interação RNA-proteina Através de uma 
Abordagem Teórica"
Sandra Subacius
Univ Presb Mackenzie

Métodos e técnicas experimentais tradicionais sao usualmente empregadas na identificação das regiões: (1) de contato entre os diferentes domínios da estrutura secundária das moléculas de RNA ribossomal, bem como (2) dos sítios de reconhecimento proteico, através dos quais as proteinas se ligam ao RNA durante a formação do complexo RNA-proteina  ( ribonucleoproteinas). Adotando-se uma abordagem teórica, a presente pesquisa visa identificar tais regiões, ao longo da cadeia primária dos RNAs ribossomais, empregando métodos de linguística molecular baseados na modelagem markoviana de sequências nucleotídicas. Desse modo, foram caracterizados alguns tripletes universais, estrategicamente posicionados nos dominios estruturais da molécula de RNA ribossomal 5S, que representam motifs léxicos estruturais e/ou funcionais, em potencial, responsáveis pela formação da ribonucleoproteina 5S (RNP5S).


 "Segmentation of Microarray Images by Mathematical Morphology"

Junior Barrera
IME-USP

DNA chips (i.e., microarrays) biotechnology is a hybridization (i.e., matching of pairs of DNA) - based process that makes possible to quantify the relative abundance of mRNA robotic placement (i.e., spotting) of thousands of cDNAs (i.e., complementary DNA) in an array format on glass microscope slides. The spotted cDNAs are the hybridization targets for the mRNA samples. The two different samples of mRNA, usually labeled with Cy3 and Cy5 fluorochromes, are cohybridized onto each spotted gene. After hybridization, one digital image is acquired for each fluorochrome  wavelength. Then, it is necessary to recognize each gene by its position in the array and to estimate its signal (i.e., hybridization information). For that, it is necessary to segment the image in three classes of objects: subarrays (i.e., set of grouped spots), spot box (ie., the rectangular neighborhood that contains a spot) and spot (i.e., region of the image where there exists signal). In this paper, we present a technique based on mathematical morphology that performs this segmentation. In the website http://www.vision.ime.usp.br/demos/microarray/detailed experimental results are presented.


"Análise R/S de Hurst : um método fractal capaz de identificar memória 
na cinética de canais iônicos"
Romildo Albuquerque Nogueira
UFRPE

Os canais iônicos constituem uma das vias possíveis para o transporte de íons através das membranas biológicas e são compostos de uma ou poucas moléculas de proteínas. O canal contém um poro aquoso que ao ser aberto, por mudança conformacional, permite o fluxo de cerca de cem milhões de íons por segundo através da sua estrutura. O movimento desses íons gera uma corrente elétrica que pode ser medida pela técnica do patch-clamp. A medida dessa corrente permite obter informações acerca do mecanismo de abrir e fechar do canal, um processo denominado de cinética. A cinética dos canais iônicos tem sido modelada, considerando-se que as transições entre os estados cinéticos podem ser descritas por um processo Markoviano. As análises dos registros de correntes através de canais unitários têm mostrado que, em alguns canais, suas cinéticas podem apresentar correlações de curto alcance. Recentemente, propusemos um método fractal, a análise R/S de Hurst, para testar a existência de correlação de longo alcance (memória) na cinética de canais iônicos (J.Theor. Biol. 206 : 343, 2000). O método, quando aplicado à cinética de canais para potássio ativados por cálcio, em células de Leydig, mostrou a existência memória nesse canal. Essa memória, caracterizada na análise de Hurst por um expoente H diferente de 0,5 , não foi influenciada nem pela voltagem aplicada através da membrana, nem pela presença do íon cálcio na solução que banha o canal. A análise de Hurst, quando aplicada a canais simulados com modelos Markovianos, de até onze estados cinéticos, não identificou a presença de memória nesses canais. Portanto, os modelos cinéticos Markovianos, usados rotineiramente para simular a cinética dos canais iônicos, apesar de adequados para descrever a estatística dos tempos de permanência do canal nos diferentes estados cinéticos, são inadequados para reproduzir a memória presente nos canais iônicos.


"Hemodinâmica: Reologia e Modelagem Computacional"
Jose Karam Filho
DMC/LNCC
O estudo da hemodinâmica tem diversos objetivos e é particularmente importante pela evidência de que muitas doenças cardiovasculares estão relacionadas às características do escoamento sanüíneo Faz parte da vasta área de biomecânica, em especial da biomecânica dos fluidos. Nos últimos tempos a modelagem e a simulação computacional têm sido consideras ferramentas promissoras para auxiliar o entendimento e a diagnose. Para fazer uso dessas ferramentas é de importância fundamental o conhecimento do fluido envolvido que, dada sua complexidade de transformação dependendo onde e como escoa, ainda é motivo de muita pesquisa. Neste trabalho,  alguns aspectos ligados à variabilidade das características do sangue são apresentados sob o ponto de vista da reologia, alguns modelos matemáticos são discutidos e aspectos de simulação computacional são relacionados.


Palestra de 40 minutos:
 

"Internal Distribution of Conductivity in Real Time Electrical Impedance Tomography "


Joyce da Silva Bevilacqua
IME-USP, SENAC-SP

The reconstruction of images of the thorax in real time is the goal of this work.  Consider 32 electrodes evenly spaced in the surface of a transversal slice of the thorax. Patterns of currents are applied successively in adjacent pairs and voltages are measured in all other electrodes. For each adjacent pair a set of measures of voltages are collected and the information at the boundary is back projected to the interior of the domain. The final distribution of conductivity that corresponds to an instant of the respiratory cycle is obtained by the addition of the contribution of each set of measure.

An adjacent pair, where the current is applied, works as if a dipole is located between the electrodes. The mathematical model is based on Maxwell equations, where restrictive hypothesis as circular domain and static conditions are introduced.

To obtain real time images is necessary to improve the velocity of the numerical algorithm without loosing information. Fourier interpolation is used to simulated additional dipoles and level curves obtained by a Cartesian and polar mesh are compared. Using only 32 electrodes, polar mesh runs the back projection algorithm 60% faster than Cartesian mesh, but the level curves are not able to identify clearly the contour of the lung. A degeneration of the contour is observed near the boundary, even changing the size of the region of the action of the radial filter. For the same data, applying a neighborhood filter directly in the Cartesian configuration, lung contour could be detected. However, in the polar mesh, the algorithm runs in 0.07 seconds, in a Pentium 4 machine with 1.5 GHz and 256 Mb of RAM and as this time is very close to the ideal one to obtain 24 frames per second, an adaptive filter that depends on the region of the domain is in development.





 

4) Sessões Técnicas

São apresentações orais selecionadas por um comitê.  
Todas as informações sobre o programa encontram-se   no endereço http://www.lncc.br/XXVCNMAC .

 5) Vitrine de BioMatemática

Sessões de painéis nos dias 17 e 18 de Setembro das 19:30 às 20:30 horas. Os painéis apresentarão grupos de pesquisa e/ou resumos de projetos de pesquisa em BioMatemática. O objetivo é divulgar os diversos grupos/projetos de pesquisa em BioMatemática e, principalmente, propiciar o estabelecimento de colaborações entre os pesquisadores. Tamanho do painel: 1 metro quadrado ( é necessario que os grupos se inscrevam (por e-mail para biomat@if.usp.br) para expor painel na vitrine, para providenciarmos os suportes para painel).

6) ``Happy-hour"  e assembleia do grupo BioMat-SBMAC no dia 17 das 19:30
 às 21:30 horas.