Modello stocastico per la plasticità sinaptica

Nel sistema nervoso centrale i neuroni comunicano l'uno con l'altro attraverso le connessioni sinaptiche e sono soggetti a centinaia di stimoli, ma hanno la capacità di distinguerli l'uno dall'altro. L'abilità delle sinapsi di interpretare questi cambiamenti morfologici e biochimici è detta \textit{plasticità sinaptica} e l'obiettivo di questa tesi è proprio studiare un modello per le dinamiche di questo affascinante processo, da un punto di vista prima deterministico e poi stocastico. Infatti le reazioni che inducono la plasticità sinaptica sono ben approssimate da equazioni differenziali non lineari, ma nel caso di poche molecole bisogna tener conto delle fluttuazioni e quindi sono necessari dei metodi di analisi stocastici. Nel primo capitolo, dopo aver introdotto gli aspetti fondamentali del sistema biochimico coinvolto e dopo aver accennato ai diversi studi che hanno approcciato l'argomento, viene illustrato il modello basato sull'aggregazione delle proteine (PADP) volto a spiegare la plasticità sinaptica. Con il secondo capitolo si introducono i concetti matematici che stanno alla base dei processi stocastici, strumenti utili per studiare e descrivere la dinamica dei sistemi biochimici. Il terzo capitolo introduce una giustificazione matematica riguardo la modellizzazione in campo medio e vede una prima trattazione del modello, con relativa applicazione, sui moscerini. Successivamente si applica il modello di cui sopra ai mammiferi e se ne studia nel dettaglio la dinamica del sistema e la dipendenza dai parametri di soglia che portano alle varie transizioni di fase che coinvolgono le proteine. Infine si è voluto osservare questo sistema da un punto di vista stocastico inserendo il rumore di Wiener per poi confrontare i risultati con quelli ottenuti dall'approccio deterministico.

Adiabatic extraction models for beam dynamics

Il presente lavoro prende le mosse da un problema di dinamica dei fasci relativo a un metodo di separazione di un fascio di particelle recentemente messo in funzione nell’sincrotrone PS al CERN. In questo sistema, variando adiabaticamente i parametri di un campo magnetico, nello spazio delle fasi si creano diverse isole di stabilità (risonanze) in cui le particelle vengono catturate. Dopo una parte introduttiva in cui si ricava, a partire dalle equazioni di Maxwell, l’hamiltoniana di una particella sottoposta ai campi magnetici che si usano negli acceleratori, e una presentazione generale della teoria dell’invarianza adiabatica, si procede analizzando la dinamica di tali sistemi. Inizialmente si prende in considerazione l’hamiltoniana mediata sulle variabili veloci, considerando perturbazioni (kick) dei termini dipolare e quadrupolare. In ognuno dei due casi, si arriva a determinare la probabilità che una particella sia catturata nella risonanza. Successivamente, attraverso un approccio perturbativo, utilizzando le variabili di azione ed angolo, si calcola la forza della risonanza 4:1 per un kick quadrupolare.

Modelli dinamici di geodinamo

Questa tesi introduce le basi del geomagnetismo partendo da un approccio ai modelli fluidi e alle equazioni MHS, accennando alle numerose difficoltà che portano in materia di simulazioni e calcoli. In seguito si introducono i modelli a disco con uno studio approfondito della dinamica che, pur partendo da equazioni molto più semplici e approssimate della trattazione fluida, trova riscontro con i punti fondamentali del geomagnetismo e con i comportamenti dei modelli fluidi.

Impacto da agricultura intensiva de cana-de-açúcar sobre as propriedades do solo e da água subterrânea - estudo de caso em Ribeirão Preto - SP.

A agricultura brasileira tem se destacado, entre as demais, pelo uso indiscriminado de insumos, contribuindo sistematicamente para o desequilíbrio do agroecossistema. Nas áreas de cultivo intensivo, particularmente naquelas com a monocultura de cana-de-açúcar, e intensa a utilização de maquinas e agroquímicos que intervêm de maneira quantitativa e qualitativa nos meios biótico, físico e químico do agroecossistema. A avaliação do efeitos provocados pelas atividades agrícolas no próprio meio (fatores intrínsecos) e no meio externo (fatores extrínsecos) requer a aplicação de metodologia que estabeleça uma relação casual entre a ação "potencialmente poluidora" e a degradação efetivamente verificada. Nesse contexto, adotou-se uma microbacia de uso agrícola intensivo na região de Ribeirão Preto - SP, onde há facilidade de compatibilização das variáveis dentro do sistema, condição que permite a compreensão das interações dos elementos entre si e com o todo, servindo de modelo para estudo de áreas análogas. A região de Ribeirão Preto e abastecida com água proveniente de mananciais subterrâneos vulneráveis, como é o caso do aquífero Botucatu. Em decorrência desse fato, tornam-se relevantes os aspectos relacionados à qualidade da água dos lençóis subterrâneos e as práticas agrícolas adotadas na região. Um diagnóstico socioeconômico se constitui em ferramenta importante na caracterização dos sistema de produção em uso na área, podendo orientar as demais atividades de pesquisa, estabelecendo-se épocas de coletas de água e solo para analise. O presente trabalho pretende desenvolver metodologia de avaliação de impacto ambiental em microbacias, aplicando o conhecimento da realidade, e propor a adoção de medidas mitigadoras ou preventivas de contaminação e ainda a orientação de políticas públicas para o setor.

ANÁLISE GEOMORFOLÓGICA DOS MOVIMENTOS DE MASSA

A geomorfologia é o ramo da geografia que estuda as formas de relevo atuantes na superfície terrestre. Baseada nos conceitos geomorfológicos, geológicos e geográficos este estudo tem por fundamento a análise dos movimentos de massa e dos processos geomorfológicos (escorregamentos de detritos, sulcos, ravinas) ocorrentes no morro do capóia, localizado na rodovia MT 170, que liga o município de Juína a Castanheira. Esta região se localiza na Mesorregião Norte e Microrregião de Aripuanã na Depressão do Norte de Mato Grosso, no estado de Mato Grosso, região onde se pode diagnosticar relevo bastante acidentado, e que no período de 2008 a 2010 foi realizada a pavimentação asfáltica da rodovia, considerando assim os acidentes geológicos e geomorfológicos encontrados, como conseqüência do uso excessivo de maquinas pesadas e a interferência humana no ciclo natural, observada no aterro realizado no morro e em vários outros pontos da via, além da mudança no curso do Rio das Pedras para a construção da ponte. Durante esta pesquisa foi possível aprofundar acerca da geomorfologia regional e também identificar os riscos de desmoronamentos das encostas bem como outras vertentes que possam interferir diretamente no uso da rodovia pelos seus transeuntes. Para o melhor aprofundamento dos estudos físicos da área foram utilizados estudos topográficos e imagens de satélite, além de acervo fotográfico, que possibilitaram a análise da dinâmica geomorfológica. Para tanto se fez necessário pesquisa bibliográficas sobre geografia física, geomorfologia e geologia, além das pesquisas in loco, onde se pode ver a dimensão das erosões e a composição geomorfológica da área. Utilizou-se também do mapa topográfico da rodovia construído pelos profissionais da Constil (empresa responsável pela construção do asfalto). Pode-se dizer, então, que a rodovia passa por um momento de degradação, ou seja, os movimentos de massa vêm acontecendo gradativamente comprometendo a estrutura mesma. 

LA TEORÍA DE VON THUNEN SOBRE LA INFLUENCIA DE LA DISTANCIA AL MERCADO EN RELACIÓN A LA UTILIZACIÓN DE LA TIERRA. SU APLICACIÓN A COSTA RICA

El problema fundamental de Brasil actual es la colonización, la cual es estudiada por el geógrafo bajo dos puntos: i) las áreas que deben ser pobladas, y ii) el tipo de aprovechamiento de la tierra que debe ser  adoptado…El primero es un problema de geografía física; el otro, de geografía económica y economía rural. Dependiendo la utilización de la tierra, en gran parte, de la distancia al centro de consumo o exportación, el estudio de esa dependencia especial significación para el Brasil. Fue Johan Heinrich von Thunen, en 1826, quien por primera vez estudió el influjo que la distancia del mercado ejerce sobre la economía agraria, en su libro: Der Isolierte Staat. La teoría del Estado aislado admite tres consideraciones: una, cuanto al espacio , pues el estado tiene forma circular y está aislado del mundo por una floresta impenetrable; otra , cuanto a la naturaleza , pues está localizada en una planicie cuyas condiciones físicas son uniformes, y no está atravesada por ningún rio o  canal navegable; otra, finalmente , cuanto a la economía, toda su población se dedica a la agricultura y a la silvicultura del tipo adoptado en la región central de Europa y tiene una un nivel de educación tan alto que dirige sus haciendas de la manera más eficiente y puede cambiar con facilidad de un sistema económico a otro, en conformidad con la conveniencia. El único mercado es una gran ciudad localizada exactamente en el centro del Estado, para  donde son llevados todos los productos del campo, en carros o carreteras, por los caminos. La ciudad, a su vez, ofrece al campo todos los productos industriales necesarios. Así, la producción está distribuida en anillos o fajas concéntricas que, del centro a la periferia, producen primero las mercancías predecibles y, en seguida, sucesivamente, las que son susceptibles de tarifas de transporte cada vez más altas. J. Heinrich von Thunen distinguió seis sistemas agrícolas locales en las diferentes fajas. La faja que se halla más al centro, produce mercancías fácilmente predecibles: verduras, frutas, leche y flores. La explotación es muy intensiva, pues el abono puede ser traído de la ciudad. La segunda faja está destinada a la silvicultura, pues no sólo la leña sino también la madera de construcción son muy voluminosas. En la tercera faja establécese un sistema rotativo de cereales y tubérculos. Los cereales son sembrados en el otoño o en la primavera. Los tubérculos son la remolacha, el nabo, la papa, etc. En este sistema es muy importante el cultivo de plantas forrajeras para el ganado. Utilizarse el abono una vez al año. El sistema es de origen inglés  y se ha sido  introducido en Europa en los comienzos de la era industrial, el siglo pasado. En la cuarta faja utilizarse el sistema rotativo de cultivos y pastos (Fields System). En menos intensivo, ya apareciendo en él los pastos y las tierras incultas. En la quinta faja adoptándose el sistema de tres campos (Three Fields System) que fue en otro tiempo empleado en toda Europa. La sexta faja es aprovechada para la cría de ganado y también para la producción de mantequilla. Más allá de esta faja, sólo la caza y la producción de pieles son económicas. El autor hace, después, consideraciones sobre las modificaciones introducidas en el esquema de von Thuenen por un río navegable y por los medios de comunicación ferroviaria. Al hacer la escrituración de su hacienda durante varios años, von Thuenen llegó a la conclusión de que la localización de la hacienda es el principal factor determinante de su administración. Los puntos que siguen, tornan la doctrina de von Thuenen en algo muy importante para la geografía agrícola. i) von Thuenen expuso y demostró que en dos lugares de condiciones naturales semejantes, el aprovechamiento de la tierra puede ser completamente diverso. Dio así un golpe mortal a la tesis del determinismo geográfico; ii) el principal factor que determina los varios tipos de utilización de la tierra es la distancia existente entre la región productora y consumidora; iii) los sistemas agrarios y los tipos de agricultura son los asuntos más importantes de la geografía agrícola, pues ellos determinan  no solo el aspecto general del paisaje agrícola, sino también su estructura económica y social; iv)  los sistemas de agrícola no están irregularmente distribuidos en tierra , pero su conformación es más o menos circular, que dando las grandes ciudades localizadas en los centros de los círculos. En la segunda parte de su estudio, el autor se ocupa de las fajas económicas de la Meseta Central de Costa Rica según la teoría de von Thunen, basándose en los trabajos de campos hechos por él, en marzo de 1938. Costa Rica aseméjese al Estado aislado sobre todo porque su población  se concentra en la Meseta Central que está rodeada de selva, manteniendo escasas comunicaciones con el exterior. El otro fenómeno que hace a la Meseta Central semejante al Estado aislado de von Thunen, es el alto nivel de educación de sus habitantes, lo que ha permitido el cambio del sistema agrícola dos veces en los últimos cien años. El autor distinguió fajas de sistemas agrarios: a)      Faja de mono cultura del café. Está localizada en las proximidades de las grandes ciudades de la Meseta Central. En ella el café es cultivado intensivamente en pequeñas haciendas, el suelo es abandonado y cuidadosamente labrado. El cafetal está sombrado de árboles, presentado, a veces, el aspecto de floresta. Los granos de café se cogen uno a uno y son llevados para las maquinas de beneficio en carros tirados por bueyes. Ahí el café es trabajado por el método húmedo, esto es, el método empleado en las Indias Occidentales. Esto aumenta mucho la calidad del producto aunque el pueblo atribuye su alta calidad solamente del suelo. b)      Faja del café y de la caña de azúcar. En esta faja son cultivados café, caña, y secundariamente, maíz, mandioca (yuca), piña y se encuentran muchos potreros todos cerrados. La caña es utilizada, principalmente, para la producción de azúcar no refinada, de consumo muy difundido. Hay pocos ingenios grandes de azúcar refinada. Esta faja circunda a la primera por todos los lados, formando una zona oval irregular de 50km de existiendo del S.E al N.O., existiendo también, además, siete pequeñas áreas aisladas de esta faja. c)      Faja del sistema de cultivos y pastos. Las principales zonas de esta faja son: los declives meridionales de los volcanes y el lado oeste de la meseta centro occidental. El paisaje de esta faja asemejase a la región N.O  de Europa, caracterizada por pequeños campos separados por cercas de alambre de púas o por setos vivos altos. En algunas zonas de esta faja está muy desarrollada la producción  de derivados lácteos (en la tierra fría de los volcanes) , en las otras la producción más importante está constituida por los cereales y raíces( parte de la tierra fría ), finalmente hay que señalar la región oeste de la meseta centro occidental . El autor divide después esta faja en: i) áreas que se está especializando la producción de leche, ii) áreas en esa especialización está hecha actualmente con cereales y raíces. Describe y localiza cada una de ellas. d)     Rotación cultivo – floresta. Este es el primitivo sistema de la agricultura nómada. En él son cultivados no solo el maíz  y la habichuela, sino también el banano y la caña de azúcar. Este sistema de cultivo es empleado en los declives escarpados, sobre todo en el valle de Reventazón. e)      Faja de cría de ganado. Esta faja se localiza en los declives del Atlántico (Caribe) y el Pacifico, en la región al norte de los volcanes. El sistema de cría es primitivo y las haciendas son, en gran parte, autosuficientes. En conclusión, el autor declara que, aunque sea un país pequeño, Costa Rica ofrece a la América tropical las siguientes lecciones: No efectuar rotación de tierras, pero sí de cultivos.Establecer pequeñas fincas, que serán confiadas a las familias.Proporcionar a estos pequeños propietarios un nivel de educación tan elevado que les sea posible cambiar con facilidad fe un sistema agrícola a otro; y Adaptar estos sistemas agrícolas no sólo a las condiciones naturales, sino también a las de orden económico, considerando, sobre todo, la distancia existente entre las haciendas y el mercado.