XXVI Congresso Nacional de Matemática Aplicada e Computacional

XXVI CNMAC - São José do Rio Preto

IBILCE - UNESP - de 8  a 11 de Setembro de 2003

APOIO FINANCEIRO  SOLICITADO: FAPESP,   e SMB  
Incricoes abertas para apoio financeiro (WOC-SMB)

Acesse XXV CNMAC para ver as atividades ddo CNMAC de 2002

Atividades programadas pelo Comitê BioMat-SBMAC para o evento

palestras plenárias - minicurso - minisimpósio - sessões de painéis - sessões técnicas

vitrine virtual biomat - happy hour

1) Palestras plenárias gerais

dias: 9, 10 e 11das 9:00h às 11:00h

coordenação: Joyce da Silva Bevilacqua

Aulas programadas

"Controle ótimo de sistemas populacionais"

Marat Rafikov (UNIJUI, RS)

Neste minicurso é apresentada a aplicação da teoria de controle ótimo em dois problemas da dinâmica populacional: a remoção de nutrientes da lagoa de aguapé e o controle ótimo de pragas. O primeiro problema trata a utilização de plantas aquáticas para tratamento de águas residuárias. A fim de se determinar a quantidade de aguapé necessária para o funcionamento da lagoa de forma eficiente foi formulado o problema do controle ótimo de aguapé na lagoa. O segundo problema é baseado na visão ecológica que considera um inseto como praga se e somente se a quantidade deste inseto na lavoura causa danos econômicos. O controle ótimo de pragas no sistema presa - predador, neste caso, tem a finalidade de manter a população de pragas num nível de equilíbrio abaixo de danos econômicos. Estes problemas são formulados como problemas de Mayer da teoria de controle ótimo e são resolvidos através da aplicação do Princípio de Máximo de Pontryagin

 

"Tomografia de impedância elétrica"

Joyce da Silva Bevilacqua (SENAC-SP e IMEUSP, SP)

A tomografia de impedância elétrica é uma técnica não invasiva que pode ser utilizada para monitoramento contínuo de pacientes. Através de eletrodos posicionados numa secção transversal do tórax, correntes são injetadas e medidas de voltagens capturadas. A partir dessas medidas de voltagens tomadas na superfície do corpo, a imagem do interior é recontruída. O modelo matemático é baseado nas equações de Maxwel do eletromagnetismo, após a lin earização resulta numa equação de Poisson com condição de Neumann. O algoritmo baseado em projeções tem o mesmo princípio do algoritmo utilizado na tomografia computadorizada. Serão abordados além da modelagem do problema aspectos específicos da solução numérica, como precisão e velocidade, para obtenção de 24 imagens por segundo.

 

"Simulação Numérica de Modelos da Dinâmica do HIV"

Claudia de Lello Courtouke Guedes (ICB - USP, SP) -

Usando modelos matemáticos aliados às simulações numéricas é possível explorar como populações de vírus e células do sistema imunológico interagem em circunstâncias diversas, como as doenças infecciosas se espalham dentro dos indivíduos; sugerir propostas e estratégias para ações de droga-terapia; e auxiliar no entendimento do aparecimento da resistência viral.
É fundamental destacarmos que determinadas características relacionadas à evolução e à progressão da AIDS, provêm da modelagem matemática. Nossa proposta nesse trabalho é apresentar alguns modelos matemáticos que descrevem a dinâmica do agente etiológico causador da AIDS e o efeito de perturbações em alguns parâmetros usando os recursos das simulações numéricas.

3) Minisimpósio de Biologia Matemática

dias: 8, 9, 10 das 14:00h às 17:30h - café das 15:30 às 16:00

organização: Coraci P. Malta

Nas sessões dos dias 8 e 9  haverá 3 apresentações de 50 minutos mais 10 minutos  para discussão, e na sessão do dia 10  haverá 4 apresentações de 30 minutos mais 10 minutos  para discussão. Planejamos ter um bom equilíbrio entre apresentadores, ou seja, metade com formação em ciências exatas e metade com formação em ciências biológicas.

 

Tópicos das sessões e palestras programadas

08/set - Modelagem de sistemas biológicos

coordenação: Sandra Subacius (univ. Presb. Mackenzie, SP)

Palestras

13:30 - "A Bioinformatics Approach to Animal Development"

Luciano da Fontoura (IFSC-USP, SP)

This work describes how mathematic and computational physics are being applied in order to characterize, model, simulate and validate models of biological developments, with special attention given to hear formation in four vertebrate species under influence of gene expression. Special attention is given to those aspects that make of Bioinformatics a modernized version of computational biology, namely databases, artificial intelligence and internetworking.

14:30 - "Viral Kinetics of Hepatitis C virus (HCV)"

João Renato R. Pinho (Instituto Adolfo Lutz, SP)

Little is known about early HCV kinetics of relapse after the end of treatment response (ETR). Early viral kinetics during followup post IFN and Ribavirin treatment was studied in 13 pts (7 relapsers after ETR and 6 non-responders) chronically infected with HCV genotype 1. HCVRNA was measured (Cobas Amplicor Monitor V2 or Amplicor V2, Roche) every 1-2 days during the first 2 weeks of followup, bi-weekly until week 4, weekly until week 8, and every 2 weeks until week 24. HCVRNA in most pts with ETR and relapse was detectable already 4 days after the last IFN injection and at most after 11 days. Viral replication in relapsing pts was very rapid [mean doubling time of 0.57 (0.37-0.7) days], similar to primary infection. VL passed pre-treatment baseline in14-30 days. Mean VL at months 4-6 was within 0.5 log IU/ml of pre-treatment VL. In comparison, viral replication in non-responders with detectable VL at end of treatment (3.2-6.1 log IU/ml) was significantly (P<0.03) slower with a mean doubling time of 1.7 days (range 1.2-2.1 days). Faster doubling time was correlated with larger difference between the VLs at end of treatment and pre-treatment (difference of 0.5-3 log IU/ml). Viremia returned to pre-treatment baseline within 10 days. Our results suggest that diagnosis of pts as relapsers vs. sustained responders may be achieved already within 1-2 weeks after end of treatment with early frequent sampling.

15:30 - café

16:00 - "Modelagem da dispersão e advecção de pesticidas no solo"

Lourival Costa Paraíba (EMBRAPA)

O impacto de pesticidas ou de compostos orgânicos contaminantes na qualidade de água subterrânea tem sido objeto de pesquisa e de saúde pública, especielmente em regiões onde a água subterrânea é a principal fonte de água potável. Devido a complexidade do processo físico, químico e biológico envolvido no destino e transporte de pesticidas para a água subterrânea, os modelos matemáticos são empregados por órgãos governamentais e por empresas públicas ou privadas na análise de risco do comportamento ambiental destes compostos. Diferentes modelos serão analisados neste palestra.

16:30 - " Dinâmica populacional de leptospirose em capivaras de vida livre"

Fernando Ferreira (FMVZUSP, SP)- (a confirmar)

A leptospirose é uma doença bacteriana de caráter zoonótico, que afeta os animais domésticos, silvestres e o homem. Considerando que a capivara (Hydrochaerus hydrochaeris) é um dos reservatórios silvestres deta doença, propõem-se um modelo matemático que simula a dinâmica da doença nesta espácie de modo a estabelecer uma estratégia ótima de manejo da população, com finalidade de controlar a transmissão da doença nesses animais, reduzindo seu palel como fonte de infecção para os animais domésticos e o homem.

17:00 - "Métodos iterativos em tomografia de emissão: reconstrução da atividade e da atenuação"

Fabiana Crepaldi Pereira (IMECC, UNICAMP)- (a confirmar)

Nos exames de tomografia computadorizada por emissão (PET e SPECT), um radiofármaco é introduzido na região que se deseja estudar. Mede-se a radiação emitida em diferentes direções perpendiculares ao corpo do paciente e, a partir de um processo de reconstrução, obtém-se a imagem de uma fatia do corpo, na qual aparecem as diferentes concentrações de radiofármaco. A imagem ressalta características funcionais do órgão, diferentemente da tomografia por raio-X, na qual se tem uma imagem anatômica.

17:30 - "Dispersão de poluentes em áreas alagáveis"

        Geraldo Lúcio Diniz (UFMT, MT)

Nesta palestra, serão apresentados resultados de simulações numéricas usando modelo para problema de dispersão de poluentes em sistema ar-água. Será feito distinção entre poluntes soluveis e não soluveis.

 

13:30 - "Spontaneous pattern formation in locally mating and competing populations"

Marcus A. M. de Aguiar (IFGW-Unicamp,SP)

We present a theoretical model of evolution of spatially distributed populations in which organisms mate with and compete gainst each other only locally. We show that the typical dynamics of population density variation is a spontaneous formation of isolated groups due tocompetition for resources. The resulting spatial separation between groups strongly affects the process of genetic invasion by local reproductive mixing, and spatially inhomogeneous genetic distributions are possible in the final states. The stability of the patterns is also studied in terms of several parameters of the model. We also consider a specific version of this model in the presence of disruptive selection, favoring two fittest types against their genetic intermediates.

14:30 - "Vias inflamatórias da sepse"

Francisco Garcia Soriano(FM-USP, UTI-HU, SP)

A sepse é uma evolução grave de doenças infecciosas comuns, com um quadro devastante levando a mortalidade de 40 a 60% dos pacientes. A terapêutica está embasada em procedimentos cirúrgicos, antibióticos e medidas de suporte. Esta terapêutica encontra-se estacionada nestes elementos há anos e a mortalidade dos pacientes também não tem se reduzido nos últimos 20 anos. Apesar de uma evolução substancial nos conhecimentos imunológicos e celulares envolvidos no processo, nada tem se transformado em terapêutica eficaz. Provavelmente em decorrência da complexidade de elementos envolvidos na sepse, tornando a abordagem pontual ineficiente e também tornando impossível entender o processo sem um instrumental auxiliar adequado. A deflagração da sinalização intracelular leva a ativação de uma "cascata" de enzimas e finalmente a produção de mRNA para a produção de citocinas, moléculas de adesão, enzimas proteínas de fase ativa. As citocinas são mensageiros que ativam outras células do sistema imune e não imune para atacarem as bactérias invasoras. Esta intercomunicação celular apresenta um carater de "rede de comunicações". As citocinas farão, também, com que os linfócitos e macrófagos se diferenciem em 2 tipos funcionais: do tipo pro-inflamatório ou tipo anti-inflamatório. Esta diferenciação celular é decorrência da predominância local de uma citocina em relação a outra citocina, um efeito de "field". Nesta ação pode-se :a- destruir as bactérias (ação desejada); b- destruir o próprio hospedeiro (ação indesejada); c- não destruir as bactérias (ação inadequada).

 

15:30 - café

16:00 - "Modelagem preditiva de distribuição geográfica de espécies"

Rafael Luis Fonseca ( BIOTA-FAPESP, CRIA, SP)

Entender em quais regiões uma espécie pode potencialmente se estabelecer e, assim, comparar com sua distribuição espacial real são métodos essenciais para dar bases às políticas de conservação. Uma forma de análise que possibilita esse tipo de comparação e vem se destacando é a utilização da modelagem preditiva de distribuição de espécies. Basicamente, o foco principal dos esforços de modelagem é o conceito de nicho ecológico fundamental de uma espécie, que pode ser definido como a “combinação de condições ecológicas dentro das quais a espécie consegue manter populações”. Uma ferramenta importante que foi desenvolvida para elaboração de modelos é o software Genetic Algorithm for Rule-set Prediction (Desktop GARP). Modelos gerados a partir do algoritmo são descritos em várias publicações, demonstrando alta confiabilidade do algoritmo. Esta metodologia está sendo aplicada em vários tipos de trabalhos como, por exemplo, estudos de espécies raras e ameaçadas de extinção; programas de reintrodução para espécies; efeitos das mudanças climáticas globais nas populações; combate e prevenção de invasões de espécies; desenvolvimento de planos de conservação da biodiversidade.

17:00 - "Modelo de Axelrod de disseminação cultural e a origem da vida"

Giovano de Oliveira Cardozo (IFSC-USP, SP) -

O modelo de Axelrod para disseminação cultural simula a auto organização resultante das interações sociais. Dependendo da desordem inicial das caracteristicas culturais a popula pode atingir um estado final uniforme, ou altamente fragmentado, com formação de ilhas dentro das quais há uniformidade, sendo muito diferentes os individuos pertencentes a ilhas diferentes. Sistema exibe, portanto, transição de fase.

  

10/set - Modelagem de Epidemiologia

 

13:30 - "A schematical model for the epidemiological impact of treatment of HIV infection"

Eduardo Massad (FMUSP,SP)

A simple deterministic model is proposed to represent the basic aspects concerning the effects of different antiretroviral treatment schedulles on HIV\ incidence and prevalence of affected populations. The model mimics current treatment guidelines applied in Brazil, and the results are compatible with what is currently observed.

14:30 - " Modeling Plague Dynamics: Endemic States, Outbreaks and Epidemic Waves"

Luiz Fernandes Lopez (FMUSP,SP)

This paper is intended to contribute to the understanding of plague dynamics through a mathematical modelling of its natural history. Plague is a very complex system, comprising up to three type of hosts and two vectors. This implies in a multicompartment system with several (73 in our model) parameters, few of each have been measured. Therefore, we used reasonable values for those less known parameters and studied the behaviour of the system when those parameters vary. Our model reproduces the current epidemiological beliefs, according to which, plague is an unstable epidemic with short duration outbreaks and long intervals without any case. As we shall see, this is related to the fact that plague is usually very close to or below the threshold for the establishment of the infection.Our model has the advantage of reproducing both short duration outbreaks as well as endemic states with very low prevalence of human cases. We give as an example of epidemic the historical outbreak of 1348 in Florence and as an endemic situation the recent report of plague in VietNam.

15:30 - café

16:00 - "Seroprevalence of Rubella Antibodies In The State of São Paulo, Brazil,Eight Years After the Introduction of Vaccine"

Dirce Maria Trevisan Zaneta (Faculdade de Medicina de São José do RIo Preto,SP)

Rubella vaccine was introduced in the official immunization calendar of the State of São Paulo, in 1992, at 15 months of age, following a mass vaccination targeting all children between 1 and 10 years of age. This mixed strategy was designed taking into account serological data and mathematical models to estimate the optimal ages for vaccination. To evaluate the efficacy of routine vaccination on rubella infection in São José do Rio Preto, State of São Paulo, eight years after the introduction of vaccine, a seroprevalence survey was carried out in December 2000, comprising 1536 subjects aging 6 months to 25 years. Rubella specific IgG was detected in blood samples by enzyme immunoassay (ELISA). From ages 18 months to 5 years (covered by a mass vaccination campaign 6 months before the study) the seroprevalence was above 90%. From 6 to 8 years of age (vaccinated by routine schedule at 15 months), the seroprevalence was 76%. >From 9 to 18 years of age (vaccinated at the mass campaign that introduced the vaccine eight years before) the seroprevalence was about 85%. After 20 years of age, protection was acquired by previous infection, as they were not covered by any vaccine program. From 20 to 25 years of age, the seroprevalence was 70%. As the seroprevalence remains low at ages not vaccinated, it should be expected low infection rates at this age window. Despite this, the present situation deserves care, as routine vaccination is given a protection below the minimum level necessary (80%). The efficacy of the proposed strategy depends on better routine vaccine coverage. A second dose of vaccine should also be considered.

 

17:00 - "Uncertainties Regarding Dengue Modeling In Rio De Janeiro, Brazil"

Cláudio José Struchiner (PROCC, FIOCRUZ, RJ)

Dengue fever (DF) is currently the most important arthropod-borne viral disease in Brazil. Mathematical models would be very useful tools for the evaluation of alternative control measures. To be used in decision-making, however, a mathematical model must be carefullyparameterized and validated with epidemiological and entomological data. In this work, we developed a simple dengue model to answer three questions: 1) Which parameters are worth pursuing in the field in order to develop a dengue transmission model for Brazilian cities; 2) How spatial heterogeneity influences the control efforts proposed for Rio de Janeiro city (RJC); 3) With a degree of uncertainty, what is the invasion potential of dengue virus type 4 (DEN-4) in RJC.(Methods) Our model consists of an expression for the basic reproductive number (R0) that incorporates vector spatial heterogeneity. To deal with the uncertainty regarding parameter values, we parameterized the model using a priori density functions covering a range of plausible values for each parameter. Using the Latin Hypercube Sampling procedure, values for the parameters were generated.We conclude that, even in the presence of vector spatial heterogeneity, the two most important entomological parameters to be estimated in the field are the mortality rate and the extrinsic incubation period. The spatial heterogeneity of the vector population increases the risk of epidemics and makes the control strategies more complex. At last, we conclude that Rio de Janeiro is at risk for DEN-4 invasion. Finally, we stress the point that epidemiologists, mathematicians and entomologists need to interact more to find better approaches to measure and interpret the transmission dynamics of arthropod-borne diseases.

Planejamos duas sessões, com  os painéis ficando em exposição por dois dias inteiros para permitir bastante discussão entre os participantes. Os  painéis serão organizados de acordo com assunto, independente da titulação dos autores. Os alunos de iniciação científica  serão colocados na sessão apropriada juntamente com todos os outros.
 

5) Sessões Técnicas

São apresentações orais selecionadas por um comitê do  CNMAC.  

Todas as informações sobre o programa encontram-se   no endereço http://www.ibilce.unesp.br/eventos/cnmac .

ATENÇÃO aos prazos (resumo: 31/05; inscrição antecipada: 31/07; trabalho completo: 31/08)

A vitrine BioMatemática é um espaço virtual para divulgação de atividades de pesquisa individuais ou de grupos em áreas relacionadas com a Biomatemática.

Inicialmente abriremos um espaço para um poster virtual, que deverá ser enviado através do nosso e-mail para podermos divulgá-lo. Nossa proposta é montar um banco de dados com as informações principais de pesquisadores e grupos da área de BioMatemática, porém ainda não temos a estrutura de dados pronta para disponibilizaremos o cadastro.

Estamos elaborando um template, com informações sobre formato e tamanho de arquivo que poderemos abrigar. Avisaremos através de email para a nossa lista e através desta página. Caso não esteja na nossa lista cadastre-se através do site www.ime.usp.br/~biomat

Sugestões são extremamente benvindas ( biomat@if.usp.br )