Estudo da organização funcional do sistema circadiano por meio de ferramentas computacionais e matemáticas

Circadian rhythms are variations in physiological processes that help living beings to adapt to environmental cycles. These rhythms are generated and are synchronized to the dark light cycle through the suprachiasmatic nucleus. The integrity of circadian rhythmicity has great implication on human health. Currently it is known that disturbances in circadian rhythms are related to some problems of today such as obesity, propensity for certain types of cancer and mental disorders for example. The circadian rhythmicity can be studied through experiments with animal models and in humans directly. In this work we use computational models to gather experimental results from the literature and explain the results of our laboratory. Another focus of this study was to analyze data rhythms of activity and rest obtained experimentally. Here we made a review on the use of variables used to analyze these data and finally propose an update on how to calculate these variables. Our models were able to reproduce the main experimental results in the literature and provided explanations for the results of experiments performed in our laboratory. The new variables used to analyze the rhythm of activity and rest in humans were more efficient to describe the fragmentation and synchronization of this rhythm. Therefore, the work contributed improving existing tools for the study of circadian rhythms in mammals

Sinalização cromática da condição reprodutiva de fêmeas de segui comum (Callithrix jacchus)

As social animals, primates use different sensory modalities (acoustic, chemical, tactile and visual) to convey information about social and sexual status to conspecifics. Among these modalities, visual signals are widely used, especially color signals, since primates are the mammalian group that displays the greatest variety of colors in their skin and fur. Studies with Old World primate species suggest that hormonal variations are related to variations in the colors of individual faces and genitals. Therefore, chromatic cues can be used by conspecifics to identify the reproductive condition of an individual. To date, studies with the same approach are unknown for New World species. However, behavioral and physiological studies suggest that different New World primate species seem to perceive reproductive conditions such as the timing of female conception and gestation. Thus, in this study, our aim was to: i) identify whether there are chromatic cues on the skin of female common marmosets, (Callithrix jacchus) that indicate their reproductive condition; ii) define whether this chromatic variation can be perceived by all visual phenotypes known in this species; iii) identify if these chromatic cues can be perceived under different light intensity levels (dim, intermediate and high). For this, we selected 13 female common marmosets in four distinct reproductive conditions: pregnant female preceding parturition, postpartum mothers, noncycling and cycling females. The coloration of the skin in genital and thigh areas in females was measured using a spectrophotometer. Using mathematical models of visual perception, we calculated the values of quantum catch for each photoreceptor type known in this species, the visual opponency channels and color contrast between those body spots. Our results indicate the occurance of chromatic variations in the genital area during the weeks that precede and follow parturition, forming a U-pattern of variation perceptible to males and females in natural conditions of low and high luminosity. Furthermore, we observed distinct color patterns in the genital skin of pregnant and cycling females that indicate their reproductive conditions. Finally, we present evidence of color contrast in noncycling females that is higher than that of pregnant ones. This study suggests that there is a chromatic xii variation in the genital skin of females that can be perceived by conspecifics and that may be related to hormonal changes typical of pregnancy and the ovarian cycle

Detection and classification of voltage disturbances using a Fuzzy-ARTMAP-wavelet network

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Imposing Radiality Constraints in Distribution System Optimization Problems

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Métodos estatísticos recursivos aplicados ao problema de estimação de vazão de gás em plantas de Plunger-lift

This work has as main objective to find mathematical models based on linear parametric estimation techniques applied to the problem of calculating the grow of gas in oil wells. In particular we focus on achieving grow models applied to the case of wells that produce by plunger-lift technique on oil rigs, in which case, there are high peaks in the grow values that hinder their direct measurement by instruments. For this, we have developed estimators based on recursive least squares and make an analysis of statistical measures such as autocorrelation, cross-correlation, variogram and the cumulative periodogram, which are calculated recursively as data are obtained in real time from the plant in operation; the values obtained for these measures tell us how accurate the used model is and how it can be changed to better fit the measured values. The models have been tested in a pilot plant which emulates the process gas production in oil wells

Muscle delta C-13 change in Nile tilapia (Oreochromis niloticus): Effects of growth and carbon turnover

The contribution of growth and turnover to the muscle delta C-13 change process was investigated using mathematical models which associate delta C-13 change to time of intake of a new diet or increase in body mass. Two groups of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) were fed on diets based on C3 (sigma C-13 = - 25.64 +/- 0.06 parts per thousand) or C4 (delta C-13= -16.01 +/- 0.06 parts per thousand) photosynthetic cycle plants to standardize the muscle delta C-13. After establishing the carbon isotopic equilibrium, fish (mean mass 24.12 +/- 6.79 g) then received the other treatment diet until a new carbon isotopic equilibrium could be established, characterizing T1 (C3-C4) and T2 (C4-C3) treatments. No significant differences were observed in fish productive performance. Good fits were obtained for the models that associated the delta C-13 change to time, resulting in carbon half-life values of 23.33 days for T1 and 25.96 days for T2. Based on values found for the muscle delta C-13 change rate from growth (0.0263 day(-1) and 0.0254 day(-1)) and turnover (0.0034 day(-1) and 0.0013 day(-1)), our results indicate that most of the delta C-13 change could be attributed to growth. The application of model that associated the delta C-13 change to body mass increase seems to produce results with no apparent biological explanation. The delta C-13 change rate could directly reflect the daily ration and growth rate, and consequently the isotopic change rates of carbon and other tissue elements can be properly used to assess different factors that may interfere in nutrient utilization and growth. (c) 2006 Published by Elsevier B.V.

Short Implant to Support Maxillary Restorations: Bone Stress Analysis Using Regular and Switching Platform

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Regular and Platform Switching: Bone Stress Analysis Varying Implant Type

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Population dynamics, life stage and ecological modeling in Chrysomya albiceps (Wiedemann) (Diptera: Calliphoridae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Germinação de sementes de Drymaria cordata (L.) Willd. ex Roem & Schult.: efeito do potencial hídrico

Modelos matemáticos baseados no conceito de graus dia (thermal-time) e Ψw dia (hydrotime) podem ser usados para a elaboração de modelos mais gerais sobre a germinação e emergência de plântulas no campo, podendo ser uma importante ferramenta para estudos sobre a biologia de plantas daninhas e seu controle. Neste trabalho, avaliou-se a germinação de sementes de D. cordata em resposta ao potencial hídrico (Ψw), usando-se o modelo Ψw dia. Tanto a germinabilidade como a velocidade de germinação decresceram linearmente com a redução do Ψw, atingindo valores próximos a zero em -0.8 MPa. em temperatura ótima, a taxa de queda na germinação foi maior em comparação com as temperaturas sub- e supra-ótima. O Ψw base (Ψwb) mediano foi similar entre as temperaturas sub-ótima (19 ºC) e supra-ótima (32 ºC), mas foi maior (menos negativo) à temperatura ótima (25 ºC), mostrando que sementes de D. cordata são menos sensíveis à redução do potencial hídrico à 19 ºC do que à 25 ºC. O Ψw dia foi maior para sementes germinadas à temperatura sub-ótima do que à temperatura ótima, mostrando que a velocidade de germinação num dado potencial hídrico é maior em temperatura ótima. A quantidade de Ψw dia necessária para a germinação foi maior em temperatura supra-ótima do que em temperatura ótima, e menor em temperatura supra-ótima do que em sub-ótima. em geral, Ψw dia foi relativamente constante entre as diferentes sub-populações. O modelo de Ψw dia pode descrever bem o efeito do potencial hídrico sobre as curvas de germinação (porcentagem acumulada x tempo), especialmente às temperaturas sub-ótima e supra-ótima.

Análise de consistência de iogurte: correlação entre medida sensorial e instrumental

O efeito das variáveis independentes: soro desmineralizado em pó (0,0; 1,5 e 3,0 %), cultura láctica (1,0; 2,0 e 3,0 %) e temperatura de tratamento da mistura (85; 90 e 95°C) foi estudado nas respostas consistência sensorial e instrumental do iogurte. A metodologia de superfície de resposta foi usada para efetuar tratamentos estatísticos dos experimentos e desenvolver modelos matemáticos da relação entre as variáveis e as respostas. A consistência instrumental e sensorial apresentaram resultados semelhantes e correlacionáveis entre si, r = 0,65 (p < 0,01), ambas foram maiores quando aumentou-se a temperatura da mistura e diminuiu-se o teor de soro desmineralizado em pó.

Short and long period optimization of drug doses in the treatment of AIDS

Técnicas de otimização numérica são úteis na solução de problemas de determinação da melhor entrada para sistemas descritos por modelos matemáticos e cujos objetivos podem ser expressos de uma maneira quantitativa. Este trabalho aborda o problema de otimizar as dosagens dos medicamentos no tratamento da AIDS em termos de um balanço entre a resposta terapêutica e os efeitos colaterais. Um modelo matemático para descrever a dinâmica do vírus HIV e células CD4 é utilizado para calcular a dosagem ótima do medicamento no tratamento a curto prazo de pacientes com AIDS por um método de otimização direta utilizando uma função custo do tipo Bolza. Os parâmetros do modelo foram ajustados com dados reais obtidos da literatura. Com o objetivo de simplificar os procedimentos numéricos, a lei de controle foi expressa em termos de uma expansão em séries que, após truncamento, permite obter controles sub-ótimos. Quando os pacientes atingem um estado clínico satisfatório, a técnica do Regulador Linear Quadrático (RLQ) é utilizada para determinar a dosagem permanente de longo período para os medicamentos. As dosagens calculadas utilizando a técnica RLQ , tendem a ser menores do que a equivalente terapia de dose constante em termos do expressivo aumento na contagem das células T+ CD4 e da redução da densidade de vírus livre durante um intervalo fixo de tempo.

Influência da suspensão na segurança e no conforto de um pulverizador autopropelido

Para avaliar o comportamento da suspensão do pulverizador autopropelido, foram desenvolvidos modelos físicos e matemáticos em função da excitação ocasionada pelas irregularidades do solo. Neste trabalho, estas irregularidades são representadas por obstáculos de uma pista normalizada segundo a norma ISO 5008. As equações do movimento são obtidas a partir dos modelos matemáticos de meio veículo. As simulações numéricas são executadas nos softwares Matlab® e Simulink®. A partir da entrada conhecida, podem-se determinar as características dos elementos da suspensão para obter níveis desejáveis de conforto e segurança. Foram analisadas quatro diferentes configurações do sistema, variando-se a relação de rigidez a partir de um modelo considerado padrão. Constatou-se que o aumento da relação de rigidez resulta na redução da aceleração vertical e no aumento do curso da suspensão, melhorando o conforto e diminuindo a segurança.

Remarks on an Optimal Linear Control Design Applied to a Nonideal and an Ideal Structure Coupled to an Essentially Nonlinear Oscillator

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Rapidly varying boundaries in equations with nonlinear boundary conditions. The case of a Lipschitz deformation

We analyze the behavior of solutions of nonlinear elliptic equations with nonlinear boundary conditions of type partial derivative u/partial derivative n + g( x, u) = 0 when the boundary of the domain varies very rapidly. We show that the limit boundary condition is given by partial derivative u/partial derivative n+gamma(x) g(x, u) = 0, where gamma(x) is a factor related to the oscillations of the boundary at point x. For the case where we have a Lipschitz deformation of the boundary,. is a bounded function and we show the convergence of the solutions in H-1 and C-alpha norms and the convergence of the eigenvalues and eigenfunctions of the linearization around the solutions. If, moreover, a solution of the limit problem is hyperbolic, then we show that the perturbed equation has one and only one solution nearby.