Mathematical modelling of integrin-like receptors systems

Nel presente lavoro, ho studiato e trovato le soluzioni esatte di un modello matematico applicato ai recettori cellulari della famiglia delle integrine. Nel modello le integrine sono considerate come un sistema a due livelli, attivo e non attivo. Quando le integrine si trovano nello stato inattivo possono diffondere nella membrana, mentre quando si trovano nello stato attivo risultano cristallizzate nella membrana, incapaci di diffondere. La variazione di concentrazione nella superficie cellulare di una sostanza chiamata attivatore dà luogo all’attivazione delle integrine. Inoltre, questi eterodimeri possono legare una molecola inibitrice con funzioni di controllo e regolazione, che chiameremo v, la quale, legandosi al recettore, fa aumentare la produzione della sostanza attizzatrice, che chiameremo u. In questo modo si innesca un meccanismo di retroazione positiva. L’inibitore v regola il meccanismo di produzione di u, ed assume, pertanto, il ruolo di modulatore. Infatti, grazie a questo sistema di fine regolazione il meccanismo di feedback positivo è in grado di autolimitarsi. Si costruisce poi un modello di equazioni differenziali partendo dalle semplici reazioni chimiche coinvolte. Una volta che il sistema di equazioni è impostato, si possono desumere le soluzioni per le concentrazioni dell’inibitore e dell’attivatore per un caso particolare dei parametri. Infine, si può eseguire un test per vedere cosa predice il modello in termini di integrine. Per farlo, ho utilizzato un’attivazione del tipo funzione gradino e l’ho inserita nel sistema, valutando la dinamica dei recettori. Si ottiene in questo modo un risultato in accordo con le previsioni: le integrine legate si trovano soprattutto ai limiti della zona attivata, mentre le integrine libere vengono a mancare nella zona attivata.

An investigation into the tension arising between natural language and mathematical language experienced by mechanical engineering students

This investigation is grounded within the concept of embodied cognition where the mind is considered to be part of a biological system. A first year undergraduate Mechanical Engineering cohort of students was tasked with explaining the behaviour of three balls of different masses being rolled down a ramp. The explanations given by the students highlighted the cognitive conflict between the everyday interpretation of the word energy and its mathematical use. The results showed that even after many years of schooling, students found it challenging to interpret the mathematics they had learned and relied upon pseudo-scientific notions to account for the behaviour of the balls.

Parsing mathematical constructs:results from a preliminary eye tracking study

The semantic model described in this paper is based on ones developed for arithmetic (e.g. McCloskey et al. 1985, Cohene and Dehaene 1995), natural language processing (Fodor 1975, Chomsky 1981) and work by the author on how learners parse mathematical structures. The semantic model highlights the importance of the parsing process and the relationship between this process and the mathematical lexicon/grammar. It concludes by demonstrating that for a learner to become an efficient, competent mathematician a process of top-down parsing is essential.