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.

"Perspectivas Futuras da Modelagem de Epidemias"

Eduardo Massad
FM-USP

"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"

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"

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"

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.

"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.