Aba


segunda-feira, 31 de julho de 2017

Minha querida pesquisa - Thomas Nogueira Vilches


Thomas Nogueira Vilches
Doutorando em Biometria
Universidade Estadual Paulista - UNESP

Nasci em São Paulo, capital, mas aos 7 anos mudei para o interior do estado. A princípio para Botucatu, onde vivi até os 10 anos. Já o resto de minha juventude passei em Presidente Venceslau, a 30 km da divisa com o estado do Mato Grosso do Sul.
Aos quase 15 anos, sabia que queria fazer algo relacionado com Física, e então optei pela Física Médica. A faculdade, para minha surpresa, era em Botucatu. E lá fui eu com 17 anos cursar a tal da Física Médica.
Mas o que é isso? Creio que poucos saibam, na verdade, acho que até quem entra para o curso não tem uma noção real do que é. A Física Médica tem como pilares (ou tripé) a medicina nuclear, o radiodiagnóstico e a radioterapia. Em geral relacionados com o controle de qualidade dos aparelhos e também ao tratamento de enfermidades (como na radioterapia). Mas, a Física Médica pode ser muito mais que isso, pode abranger a biomecânica, a construção de próteses e o biomagnetismo para imagens. Eu comecei a me interessar muito cedo pela Biologia Matemática, e em especial pela Epidemiologia Matemática.
O que é isso? A Biologia Matemática é o estudo de sistemas biológicos, como as interações entre espécies e o espalhamento de doenças, através das ferramentas matemáticas. Acho importante ressaltar que a Biologia Matemática tem como protagonista da pesquisa a Biologia e usa a matemática como uma forma de entender os processos. Existe também a Matemática Biológica que usa a biologia para criar ferramentas matemáticas, neste caso, o “protagonista” da pesquisa é a matemática.
Finalmente, do que se trata a “minha pesquisa”? Bom, no inicio de meus estudos usei algumas ferramentas matemáticas para entender como a sazonalidade, ou seja, as variações climáticas, pode influenciar na transmissão da dengue. Neste trabalho, também utilizamos o chamado “algoritmo genético” para entender melhor o que influencia na periodicidade das epidemias.
Já no meu Mestrado e parte do Doutorado, ainda com a ideia de trabalhar com transmissão de dengue, estudamos como as relações sociais podem influenciar no espalhamento da doença. A ferramenta matemática utilizada para isso foi a chamada “rede complexa” e, para os que gostariam de entender melhor, sugiro um livro chamado “Os seis graus de separação” de Duncan Watts, que é uma leitura tranquila e sem rigores matemáticos.
Atualmente, curso o Doutorado no Programa de Pós-Graduação em Biometria no Departamento de Bioestatística, no IBB/UNESP. Minha pesquisa se relaciona com o uso destas redes na epidemiologia. No começo do ano de 2016 o Prof. Dr. Carlos Fortaleza, da Faculdade de Medicina, propôs que estudássemos a transmissão de bactérias pelos hospitais do Brasil.
O ambiente hospitalar, por ser um lugar com alto uso de medicamentos, acaba gerando uma seleção natural sobre as bactérias, resultando em bactérias resistentes à maioria dos antibióticos. A Biologia Matemática pode ser uma importante ferramenta para  entender e combater as infecções hospitalares.
O primeiro passo foi localizar os hospitais brasileiros no território nacional, como mostra a figura abaixo. Interessante mostrar que a quantidade de hospitais numa região acompanha a concentração de população na mesma.


  

                                          Figura 1 – Localização dos hospitais no Brasil (pontos escuros)

A pesquisa ainda está em andamento e já possui alguns resultados importantes. O objetivo é entender como as infecções se espalham na rede  hospitalar brasileira e determinar alguns hospitais “chave” para conter as epidemias. Esperamos que os resultados sejam aplicados no final da pesquisa.
Trabalhos como o meu, que são teóricos, mas podem ser aplicados, vem ganhando força na pesquisa e também destaque. No entanto, gostaria de enfatizar a importância de trabalhos puramente teóricos, uma vez que sem eles, nada seria possível no ambiente matemático. Das diversas áreas do conhecimento, não existe nada que possa ser classificado como “não serve para nada”. Às vezes, o destino e utilidade de uma pesquisa só não foram descobertos ainda, talvez por falta de maturidade ou  por falta de estudo sobre o assunto.
É importante que a Universidade tente aproximar-se da população, para que a população veja a importância destes estudos. Além disso, imagino que seja necessária uma maior divulgação das oportunidades que “todos” podem ter acesso dentro da Universidade.
Gostaria de deixar meus agradecimentos à minha orientadora Dra. Cláudia Pio Ferreira, ao Prof. Dr. Carlos Fortaleza, à Dra. Mariana Bonesso e à  aluna Helena Maciel Guerra. Também gostaria de agradecer o apoio financeiro da FAPESP (processo: 2015/05220-4) e da CAPES, sem o qual jamais seria possível desenvolver um trabalho assim.
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sexta-feira, 28 de julho de 2017

Sobre o valor da filosofia e a validade do método científico para fazer ciência

                                                                                                                                                





Por Marcelo Santis
mrclsantis@gmail.com

Qual o objetivo da ciência? Muitos responderão que é a aquisição que sempre tem a tendência de aumentar o nosso entendimento, compreensão e esclarecimento do mundo.
Ciência, segundo a maioria, além de ter inicialmente a propriedade de descrição dos eventos ou fenômenos a serem julgados e analisados, tem pelo menos dois objetivos principais: previsão e explicação. O primeiro deles fornece conhecimento do que acontece; o segundo é suposto fornecer conhecimento de por que as coisas acontecem como elas são. Com isso, estamos preocupados como é a investigação científica, para chegar a um corpo de conhecimento testável e bem suportado pela evidência .
E como obtemos esse conhecimento? Um dos métodos mais famosos e altamente discutido em livros-texto de introdução de ciências, é o “método científico”. Seria um protocolo ou manual, em que se o seguirmos estamos sendo “bons” cientistas”. Mas, essa seria a maneira mais correta para se obter as explicações?
Podemos obter essa resposta, vamos considerar o que a filosofia, mais especificamente, a filosofia da ciência, pode nos dizer de como e de que maneira podemos obter essa resposta. "Filosofia da ciência" é o nome dado a esse ramo da filosofia que reflete e analisa criticamente a ciência. Como disciplina, tenta compreender os objetivos e métodos da ciência, juntamente com seus princípios, práticas e conquistas.
A filosofia da ciência aborda algumas das seguintes questões:
·       É possível dar uma descrição geral da metodologia científica, ou existem diferentes métodos e formas de explicação para vários ramos da ciência?
·       Como as ciências físicas, biológicas e sociais diferem umas das outras?

O que a filosofia da ciência nos aponta é que o problema do método científico é que ele não abrange toda a ciência. Em resumo, a ciência pode ser feita dessa maneira, mas não precisa ser. Podemos começar essa discussão constatando que ciência não começa com as interpretações (proposições) de observação, uma vez que algum tipo de teoria as acompanha. As interpretações da observação não constituem uma base firme na qual o conhecimento científico pode ser fundamentado porque são sujeitas a falhas. A principal falha em confiar nas proposições de observação é que nossos sentidos e percepção do mundo são bastante subjetivos (algo baseado na interpretação pessoal).
Um exemplo muito simples, sobre a ilusão dos nossos sentidos é o fenômeno da observação da lua. Quando é alto no céu, a lua parece muito menor do que quando é baixa no horizonte. Isso é uma ilusão. A lua não muda de tamanho nem a distância da terra altera durante as poucas horas que leva para que sua posição relativa seja submetida à mudança necessária. No entanto, nossa mente realiza esse procedimento, pois está bem adaptada aos objetos que estão na Terra e não em órbita ao redor do espaço. 
Mas será tão simples e não problemática essa questão?


Agora podemos partir de exemplos mais complexos. Dentro da discussão sobre as nossas observações, o filósofo N. R. Hanson nos coloca diante de uma subdeterminação da interpretação. O que a seguinte figura deveria ser? Suas retinas e as minhas são igualmente afetadas. Mas nós vemos a mesma coisa? Seria um pato ou um coelho?
Porém, vamos agora fazer um novo exercício, mas mudando o contexto das circunstâncias.
O contexto claramente nos dá a pista sobre qual aspecto do coelho-pato é apropriado: em tal contexto, algumas pessoas não conseguiram ver a figura como um coelho. Embora neste contexto:
Tais "contextos" são muitas vezes carregados conosco em nossas cabeças, tendo sido colocados ali pela intuição, experiência e raciocínio. Está assim, evidente, que toda observação é carregada de teoria. Então o primeiro passo do “método”, não procede de forma tão simples quando pensávamos. Como Wittgenstein diz, interpretar é pensar, é está fazendo algo.

Um outro exemplo dessa problemática, é que o primeiro passo do método científico parte de uma pergunta ou problema, porém isso nem sempre vai ocorrer. Em 1928, Alexander Fleming acidentalmente deixou uma cobertura de uma placa de Petri usada para cultivar bactérias. A placa estava contaminada por um molde que continha penicilina. Neste caso, não houve problema ou pergunta para começar. Foi um acidente. Com isso, temos um contra-exemplo clássico colocando uma séria dificuldade a esse método.

Então, voltemos ao “método científico”, mais especificamente, a partir do seu segundo passo (da “condução de pesquisa” até a formação de uma “conclusão”), que podem ser agrupados em um único evento, é o chamado modelo de confirmação hipotético-dedutivo. É um modelo normativo para orientar os cientistas na concepção e execução de suas pesquisas. O método H-D às vezes é oferecido como “o” método de referência da inferência científica.
Daremos então um exemplo do funcionamento desse modelo hipotético-dedutivo:
Suponha que o seu reprodutor de música portátil não ligue. Você pode então considerar a hipótese de que talvez as baterias estejam mortas. Então você decide testar se isso é verdade.
     Dada essa hipótese, você prevê que o tocador de música deve funcionar corretamente se você substituir as pilhas por novas.
     Então, você procede para substituir as pilhas, que é o "experimento" para testar a previsão.
     Se o reprodutor de música funcionar novamente, sua hipótese é confirmada, e então você joga fora as pilhas antigas. Se o reprodutor de música ainda não funcionar, então a previsão é falsa e a hipótese é refutada. Então, você pode rejeitar sua hipótese original e apresentar uma alternativa para testar, e.g., as baterias estão funcionando, mas seu reprodutor de música está quebrado.


Para que esse teste tenha seu resultado devidamente falseado, devemos primeiro tomar como verdadeiro uma outra hipótese. A ideia que a teoria do funcionamento da química das pilhas, que é um dispositivo em que ocorre uma reação espontânea de oxidorredução que gera corrente elétrica, que, por sua vez, é aproveitada para fazer o reprodutor de música funcionar, está correta.


Com isso, o retrato mais completo do “método científico” seria o seguinte:

H (hipótese de teste)                  Se o aparelho funcionar com pilhas novas, o aparelho está quebrado
A (hipóteses auxiliares)     A teoria eletroquímica das pilhas está correta
O (previsão observacional)         A hipótese é falsa, as pilhas funcionam, o aparelho está quebrado
______________________
I (condições iniciais)          O aparelho não funcionou com pilhas novas             

Assim, se o teste mostra a hipótese de que as pilhas que não funcionam como falso, podemos inferir apenas que a hipótese ou uma das hipóteses auxiliares incluídas nessa inferência deve ser falsa. Portanto, o teste não fornece motivos definitivos para rejeitar a hipótese. Mesmo o teste mais cuidadoso e extenso não pode refutar uma das duas hipóteses nem provar o outro: assim, estritamente interpretado, uma experiência crucial é impossível na ciência.

Então, quando uma teoria faz uma predição falsa, às vezes pode ser difícil saber se devemos rejeitá-la ou se há algo de errado com as hipóteses auxiliares. Para ilustrar essa tese, mais um exemplo:
Antes da descoberta do planeta Netuno, descobriu-se que Urano se movia em uma órbita que diferia da órbita predita com base na teoria de Newton, e nas condições iniciais envolvendo os corpos conhecidos no sistema solar. Em vez de rejeitar a teoria de Newton, Adams e Leverrier postularam a existência do planeta Netuno para explicar as perturbações de Urano. Netuno foi posteriormente descoberto por observação telescópica. As condições iniciais revisadas, incorporando fatos sobre Netuno, possibilitaram a dedução da órbita correta de Urano.

As tentativas recentes de apresentar o método hipotético-dedutivo é uma descrição simplificada do raciocínio científico. Uma outra problemática, é tomada a partir do seguinte exemplo: Suponha que queremos verificar se doses maciças de vitamina C tendem a diminuir a duração dos resfriados. Se esta hipótese estiver correta, a probabilidade de recuperação rápida é aumentada para as pessoas que tomam o medicamento. (Este é um exemplo fictício, a questão genuína é se a vitamina C diminui a frequência de resfriados). Podemos realizar uma experiência controlada do tipo duplo cego. No entanto, não podemos deduzir que a duração média dos resfriados entre as pessoas que tomam o medicamento será menor do que a média para aqueles no grupo de controle. Só podemos concluir que, se a hipótese for verdadeira, é provável que a duração média no grupo experimental seja menor do que no grupo controle.

Mas “provável”, não faz parte da lógica dedutiva, pois até agora, vimos que o que temos a partir dessas inferências são premissas (evidências) que suportam nossas conclusões (a hipótese X está confirmada ou refutada). Então, um argumento é simplesmente um conjunto de declarações, uma das quais é apontada como a conclusão do argumento. Os demais membros do conjunto são premissas. Pode haver uma ou mais premissas; não é necessário um número fixo de premissas. As premissas fornecem suporte para a conclusão.
Todos os argumentos logicamente corretos se dividem em dois tipos, dedutivos e indutivos, e esses tipos diferem fundamentalmente um do outro. Existem formas logicamente corretas e incorretas de cada um. Aqui estão exemplos corretos.
A] Dedutivo: todo mamífero tem um coração.
Todos os cavalos são mamíferos.
Todo cavalo tem um coração.
B] Indutivo: todo cavalo que já tenha sido observado teve um coração.
Todo cavalo tem um coração.

Existem certas características fundamentais que distinguem os argumentos dedutivos e indutivos. Mencionaremos dois primários.

INDUTIVO                                                    
    Se todas as premissas forem verdadeiras, a conclusão deve ser verdadeira.
    Toda a informação ou conteúdo factual na conclusão já estava contido, pelo menos implicitamente, nas premissas.

DEDUTIVO
     Se todas as premissas forem verdadeiras, a conclusão provavelmente é verdadeira, mas não necessariamente verdadeira.
     A conclusão contém informações não presentes, mesmo implicitamente, nas premissas. E não há uma probabilidade desse evento acontecer, se a partir das premissas temos uma conclusão válida, não possuímos aqui uma atividade de risco (que caracteriza a indução), como mostrado no exemplo da administração de vitamina C e a tendência de diminuir a duração dos resfriados, pois estamos lidando com chances ou probabilidades.
Uma outra problemática é a questão do teste e predição desse “método”. Muitos processos cruciais ocorreram no passado e são difíceis (ou impossíveis!) de testar no presente. Se o processo de teste de hipóteses não eliminar a maioria dos preconceitos pessoais e culturais da comunidade de investigadores, hipóteses falsas podem sobreviver ao processo de teste e depois ser aceitas como descrições corretas da forma como o mundo funciona. Isso aconteceu no passado, e acontece hoje.

A pesquisa experimental clássica do “método” envolve fazer previsões e testá-las (como mostrado no nosso exemplo do aparelho de música e as pilhas), idealmente, em configurações laboratoriais controladas. Em contraste, a pesquisa histórica envolve a explicação de fenômenos observáveis em termos de causas não observáveis que não podem ser totalmente replicadas em um laboratório. Nas ciências históricas, a casualidade está escondida de nós, pois somos incapazes de testemunhar e registrar eventos históricos, tudo o que temos acesso são traços, isto é, efeitos causais presentes dos eventos nos quais estamos interessados. A ciência histórica é incrivelmente limitada ao abordar explicitamente a questão de como podemos inferir explicações históricas causais.
“Cientistas históricos estão em uma situação muito diferente porque eles não podem realizar experimentos controlados em suas hipóteses alvo, e ...são confrontados com um enorme número de suposições auxiliares dada a extensão e complexidade do tempo envolvido. ”A explicação, em oposição à predição, desempenha o papel central na aceitação e rejeição de hipóteses na ciência histórica. A maioria das explicações históricas apela às relações causais, ao contrário das relações lógicas de dedutibilidade.
Um exemplo de área em que não é possível usar a predição no esquema usual do “método científico” é a biologia evolutiva. Ao tentar entender como e por que a diversificação evolutiva ocorreu, estamos presos ao estudar um fenômeno que ocorreu em grandes escalas espaciais ao longo de milhares de milhões de anos. Por esta razão, a biologia evolutiva é mais parecida com uma ciência-história - social - do que com as ciências laboratoriais como a química.

E uma última observação filosófica sobre o último passo sobre a decisão de aceite ou não das hipóteses, ou seja, das mudanças científicas. Existem mudanças na teoria, tecnologia, metodologia, dados, estruturas institucionais e sociais, e assim por diante. Umas das ideias mais influentes de como essa decisão se daria, de acordo com essa visão recebida do “método científico”, é a de Popper, que em linhas gerais se caracteriza por: 
(1) se uma teoria é científica, então ela faz afirmações ou previsões que podem ser mostradas falsas; (2) uma teoria que justifica apenas a confirmação (e ignora falsas provas) não pode ser demonstrada como falsa; com isso, uma teoria pode ser somente corroborada; (3) uma teoria que só pode ser confirmada e não falsificada não é científica, mas pseudocientífica.
Portanto, uma instância de uma observação negativa (enunciado singular), já seria o suficiente para a mudança científica. Essas mudanças seriam cumulativas, e a ciência avançaria por conjecturas (de novas hipóteses) e refutações (instâncias de falseamento ou corroboração de hipóteses). Um eminente filósofo da ciência americano, Thomas Kuhn15, desafiou a forma como filósofos, historiadores, sociólogos e cientistas pensaram em mudanças científicas. A tese de Kuhn, de que muitos dos fatores envolvidos na decisão de uma comunidade científica de aceitar ou rejeitar uma hipótese são baseados em considerações sociológicas e psicológicas. Isso levou a questões filosóficas sobre a aparente “racionalidade” dos cientistas.

Depois dessa breve e incompleta análise do “método científico” do ponto de vista filosófico, pudemos ver as várias formas como o que os cientistas elaboram suas ideias e seus problemas, que são vários e muito mais intrincados do que uma análise superficial e pouco crítica poderia oferecer. Com esses simples exemplos, e algumas teses filosóficas, pudemos ver que todos os passos desse “método” nos fornecem uma leitura que é, no melhor, incompleta e muito simplificada, e de certa forma caricata, de como a ciência funciona. Aqui está a problemática em ser, algo que chamo de empirista (baseado na experiência e observação) ingênuo.
A noção de um único método científico é tão penetrante que muitos estudantes devem ficar desapontados quando descobrem que os cientistas não possuem uma cópia emoldurada das etapas do método científico postado acima de cada banco de trabalho de laboratório. Uma inspeção próxima revelará que os cientistas se aproximam e resolvem problemas com imaginação, criatividade, conhecimento prévio e perseverança. Estes, é claro, são os mesmos métodos usados por todos os solucionadores de problemas efetivos. A lição a ser aprendida é que a ciência não é diferente de outros empreendimentos humanos quando os enigmas são investigados. Felizmente, esse é um mito que eventualmente pode ser deslocado, pois muitos textos mais recentes estão abandonando ou aumentando a lista em favor das discussões de métodos de ciência.

Sobre o autor: Graduado em Ciências Biológicas (Bacharelado) na Universidade Estadual Paulista, Campus de Botucatu. Foi aluno de mestrado da Universidade de São Paulo (IB-USP) pelo programa de pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia), e atualmente é doutorando pelo mesmo programa, onde trabalha com sistemática filogenética de Tachinidae (Diptera) e aspectos da filosofia da ciência (explicação científica).


Referências
Salmon, W. 1998. Causality and Explanation. Oxford: Oxford University Press.
Hempel, C. 1965. Aspects of Scientific Explanation. New York: The Free Press.
Salmon, J.  (ed.) 1992. Introduction to the philosophy of scienceNew Jersey: Prentice Hall.
Retirado e adaptado de: Chalmers, A. 1999. What Is This Thing Called Science? Hackett Publishing: Company, Cambridge, quarta edição.
Hanson, N. 1969. Perception and Discovery. San Francisco: Freeman. Figuras de Philosophical Investigations por Wittgenstein, 1953.

 Este é o famoso veredito do físico e historiador francês Pierre Duhem do seu livro, The Aim and Structure of Physical Theory, (Princeton: Princeton University Press, 1954), originalmente publicado em 1905. “Quando as pessoas fazem declarações, podem oferecer evidências para apoiá-las ou não podem. Uma declaração que é suportada pela evidência é a conclusão de um argumento, e a lógica fornece ferramentas para a análise de argumentos. A análise lógica está preocupada com a relação entre uma conclusão e a evidência fornecida para apoiá-la. Quando as pessoas argumentam, eles fazem inferências. Essas inferências podem ser transformadas em argumentos, e as ferramentas da lógica podem então ser aplicadas aos argumentos resultantes. Desta forma, as inferências de que se originam podem ser avaliadas. A lógica trata de argumentos e inferências. Um dos seus principais propósitos é fornecer métodos para distinguir aqueles que são logicamente corretos daqueles que não são. ” Salmon, W. 1984. Logic, Prentice Hall.
 É importante apontar que se uma hipótese não é testável pelo menos em princípio, em outras palavras, se não tiver implicações de teste, então não pode ser propositalmente proposto ou entretido como uma hipótese ou teoria científica, pois nenhuma descoberta empírica concebível pode entrar em acordo ou conflito com ele.
Cleland, C. 2001. "Historical science, experimental science, and the scientific method" Geology, 29(11):987-990.
Losos, J. B. 2009. Lizards in an Evolutionary Tree: Ecology and Adaptive Radiation of Anoles, University of California Press.
 Popper, K. 1968. The logic of scientific discovery. Harper and Row, New York. 544 p.
Corroboração: termo técnico introduzido por Popper para distinguir sua visão dos indutivistas que pensam que a evidência pode confirmar uma hipótese. Corroborada é uma hipótese que (1) ainda não foi refutada e (2) resistiu a testes severos (ou seja, tentativas de refutação). Para Popper, as hipóteses nunca são confirmadas pela evidência. Se as observações não falsificam uma hipótese, a hipótese não se torna provável. Isso fica corroborado. Mas o conceito de corroboração não pode explicar por que é racional que os cientistas baseiem suas previsões futuras na melhor teoria corroborada. Para fazer isso, é inevitável que eles aceitem algum tipo de princípio de indução. Psillos, S. 2007. Philosophy of Science A-Z. Edinburgh: University of Edinburgh Press.
Kuhn, T. 1970. The Structure of Scientific Revolutions. Chicago: University of Chicago Press.
McComas, W. “The principal elements of the nature of science: Dispelling the myths.” The nature of science in science education. Springer Netherlands, 2002. 53-70.



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quinta-feira, 27 de julho de 2017

A vida das amebas

Essas amebas sabem das coisas...  
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quarta-feira, 26 de julho de 2017

O que é plástico pode ser moldado: remodelando o cérebro



Por: Nicole Orsi Barioni
nicole.orsiba@gmail.com

Vocês já assistiram ao filme “Lucy”? Bom, apesar de ter sido um ultraje à neurociência, este filme foi um prelúdio do que recentemente foi descoberto em um estudo ciêntifico feito nos Estados Unidos. Diferentemente do filme, onde o completo potencial do cérebro pode ser atingido se usarmos os outros supostos 90% que não utilizamos, os cientistas descobriram uma maneira de ativar o remapeamento do cérebro, ativando assim o potencial de plasticidade que este complexo orgão possui.

Após o nascimento, o cérebro dos mamíferos passa por mudanças que permitem aos indivíduos se adaptarem ao mundo que os cerca. Estímulos externos induzem tais mudanças para que o cérebro seja moldado, otimizando as habilidades de sobrevivência do indivíduo. A partir deste momento, apenas pequenas mudanças introduzidas pelo aprendizado e experiências vividas podem influenciar os circuitos neurais. Porém, o desbloqueamento do potencial de plasticidade pode ser útil para acelerar a recuperação de conexões neurais danificadas em condições patológicas como, por exemplo, a doença de Alzheimer.



Assim, a plasticidade ocorre quando as conexões neurais são remoldadas. Tais conexões são formadas por meio de “sinais” estabelecidos entre diversos neurônios. Alguns desses “sinais” são neurotransmissores que permitem a comunicação entre os milhões de neurônios que formam o cérebro. Um dos neurotransmissores responsáveis por tal plasticidade é a acetilcolina. Este neurotransmissor interage com uma estrutura cerebral denominada Tálamo, que atua como centro de retransmissão do sinal por meio da liberação de outro neurotransmissor, o glutamato. Este por sua vez, estimula o córtex cerebral, responsável pelas diversas sensações  que percebemos. Entretanto, a acetilcolina atua diminuindo a sinalização entre o tálamo e o córtex por meio do bloqueio de receptores responsáveis por esta transmissão. Com base nisso, pesquisadores do Centro de Ciência da Saúde da Universidade de Tenesse demonstraram que o córtex auditivo (responsável pela percepção da audição) pode ser remapeado através do bloqueio de receptores específicos no Tálamo (Figura 1).


Figura 1: Ilustração demonstrando a via auditiva, desde a recepção do som pelo ouvido até a conexão entre o tálamo e o córtex auditivo.
Esta descoberta abre caminhos para novas intervenções não invasivas na busca do remapeamento e plasticidade cerebral após o  período em que o cérebro encontra-se totalmente desenvolvido. Ciência como esta faz brilhar mais uma luz no fim do túnel para o o tratamento de doenças que atualmente definimos como incuráveis.

Sobre a autora: Biómédica,  Mestre em Ciências Biológicas (Geral e Aplicada) pela UNESP. Adimiradora do Cérebro e seus mistérios. No momento atua como aluna de doutorado pela Universidade de Calgary (Canada) em Neurociências.

Quer saber mais? Veja os links no texto, ou visite os as seguintes páginas:
-Em inglês:
http://science.sciencemag.org/content/356/6345/1335

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terça-feira, 25 de julho de 2017

Abaixo de Júpiter


Foto de Júpiter tirada pela sonda espacial Juno. A imagem foi retirada da página da NASA (https://apod.nasa.gov/apod/astropix.html).
Créditos da imagem: NASA, Juno, SwRI, MSSS, Gerald Eichstädt e Seán Doran.
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segunda-feira, 24 de julho de 2017

Desvendando as técnicas forenses

Por:
Bianca P. Conçalves
bi_picado@hotmail.com
Tália M. Tremori 
talia_missen@hotmail.com
Você já ouviu falar na palavra FORENSE? Ela vem do latim e significa FORUM. É um termo relativo aos tribunais jurídicos e ao Direito, correlaciona-se com desvendamentos de crimes. E por falar em desvendamentos de crimes, alguém aí já assistiu o seriado “CSI: Crime Scene Investigation”? Sim, este seriado tem tudo a ver com nosso tema de hoje. E sabe por quê?

Porque para desvendar um crime ou descobrir quem foi o criminoso como é feito no “CSI” são utilizadas técnicas forenses, que fazem parte da chamada Ciência Forense, que aplica o conhecimento científico de diversas áreas para auxiliar a Justiça. Entre essas áreas encontramos uma muito importante, a Genética Forense, que oferece técnicas para auxiliar a solucionar casos criminais envolvendo seres humanos ou animais.

A técnica mais utilizada em casos criminais na área da Genética é através do nosso DNA (ácido desoxirribonucleico), que permite, por exemplo, traçar o perfil genético de um indivíduo, e o que é perfil genético? Nada mais é do que a identidade do próprio indivíduo, como se fosse o seu RG genético!

No nosso DNA, existem regiões que variam em sua sequência. Lembram-se das famosas “letrinhas” que compõem o DNA? São elas A (adenina), T (timina), C (citosina) e G (guanina). Essas “letrinhas” irão diferenciar os indivíduos, veja na figura abaixo como elas se organizam na estrutura do DNA e também como elas podem variar, dando origem ao que chamamos de polimorfismos (poli = muitas/ morphos = formas).


Figura 1: Essa figura representa duas duplas fitas de DNA, as “letrinhas” chamadas de bases nitrogenadas podem variar em sua sequência, dando origem ao que chamamos de polimorfismos.

Em casos criminais, as amostras biológicas como sangue, tecido e ossos, coletados no local de crime, geralmente, encontram-se degradadas, o que dificulta muito as análises feitas por pesquisadores e peritos criminais que trabalham em laboratórios de genética. Será então que é possível obter (extrair) DNA de apenas uma gotinha de sangue? Ou um pedacinho de tecido humano?

Sim, não podemos esquecer do DNA mitocondrial (DNAmt), que é ideal para esse tipo de análise, já que é encontrado em abundância nas células. Passaremos agora a recordar sobre as mitocôndrias (Figura 2), uma organela que está presente no citoplasma das células, com grande importância no processo de respiração celular, transformando o oxigênio e a glicose em ATP. Possui DNA em seu interior, chamado de DNA mitocondrial com uma estrutura dupla e circular.

Figura 2: Célula animal ilustrando o DNA presente nas mitocôndrias (DNAmt)

Além de ser encontrando em grande quantidade, o DNA mitocondrial é mais resistente a degradação do que o DNA nuclear, isso ocorre porque sua estrutura é circular como mostrado na figura 2. Dessa forma pode ser utilizado para identificação em casos de restos mortais em desastres, como acidentes aéreos, explosões, incêndios.

Outra aplicabilidade da genética forense é a identificação de espécies da fauna, por exemplo nos casos de contrabando e tráfico de animais, utilizando o DNAmt é possível evidenciar produtos e subprodutos da fauna silvestre, o que permite determinar a origem de amostras suspeitas com segurança, além de dados epidemiológicos e populacionais.

Para a identificação de espécies da fauna utilizamos uma técnica que irá sequenciar (“ler”) uma região específica do DNAmt, essa “leitura” resultará em uma sequência de bases nitrogenadas que será única para a maioria das espécies.

Agora que já aprendemos um pouco da Genética Forense e sua técnica com o DNAmt, é importante lembrar também que a coleta de amostras biológicas na cena de um crime é fundamental e deve ser realizado de maneira minuciosa por um profissional capacitado, além do constante estudo e pesquisas de técnicas aplicadas à Ciência Forense, afinal um pequeno detalhe invisível a olho nu, como o DNA, pode ser o vestígio suficiente para solucionar um crime.

Sobre as autoras: 
Bianca: Biologa pela UENP/Bandeirantes, estudante de direito na ITE/Botucatu, mestre e estudante de douturado em Ciências Biológicas (Genética) – IBB – UNESP/Botucatu, coordenadora da WAWFE (Worldwide Association of Woman Forensic Experts) no Brasil.
Tália: Médica Veterinária, mestre em patologia Animal e estudante de doutorado pela FMVZ – UNESP – Botucatu, fez doutorado sanduíche no país na FMB – USP, Especialista em Informática em Saúde pela UNIFESP, Membro titular da Comissão Técnica de Medicina Veterinária Legal do CRMV-SP, Coordenador da WAWFE (Worldwide Association of Woman Forensic Experts) no Brasil Membro fundador da Asociación Iberoamericana de Ciencias Veterinarias y Forenses.

Imagens retiradas de:
commons.wikimedia.org/wiki/File:Dna-SNP.svg
borgersonresearch.com
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sexta-feira, 21 de julho de 2017

"Muito prazer, eu sou a arara-azul" - Cartilha educativa como recurso para o ensino de ciências e biologia



Por Talita Aleixo
email: talita.aleixo@ibb.unesp.br



Cartilha Ilustrativa sobre Conservação da Arara-Azul.


O tema “o ser humano e a natureza” é discutido nas escolas ao longo de todo o Ensino Básico, aparecendo com maior ênfase e profundidade nos conteúdos curriculares referentes aos 6º e 7º anos do Ensino Fundamental II e na 1º série do Ensino Médio. Na prática diária, o ensino de Ciências e Biologia enfrenta alguns desafios, como o de encorajar e capacitar os alunos a participarem ativamente de debates que exijam conhecimentos biológicos e interpretação crítica da realidade. Para enfrentar esses desafios, é interessante que as disciplinas contemplem uma alfabetização científica e ecológica , que por sua vez não despreze a inserção social e cultural do aluno.
Nesse sentido, um dos grandes desafios da escola é possibilitar ao aluno o desenvolvimento de habilidades e competências necessárias para a compreensão de seu papel como ser humano na natureza. É aí que se encontra a dificuldade de muitos educadores! Relacionar a vida cotidiana do aluno com os conhecimento científicos que ele precisa aprender, e esta  tarefa exige mudança de postura e da forma como se constrói o pensamento.
A partir dessa reflexão o que se propõe ao professor é aliar o  uso de cartilhas como material educativo, que se utiliza de uma linguagem simples, didática, ilustrada e de formato adequado, a temas cientificamente conceituados e do cotidiano do aluno. Por exemplo, "Conservação e Extinção de Espécies" são temas trabalhados na cartilha “Muito prazer, eu sou a arara-azul”, que apresenta conteúdos da área de Conservação Biológica utilizando como exemplo a espécie ameaçada arara-azul, no formato de narrativa ilustrada, com personagens da fauna brasileira. Além disso, este material contém um espaço para atividades didáticas lúdicas e, ainda, uma lista indicativa de órgãos e instituições que auxiliam na conservação da biodiversidade brasileira.
Quer saber mais sobre este material educativo e sobre a conservação dessa ave ameaçada de extinção?
Para você saber mais sobre a araras-azul, as ameaças e as principais ações para sua conservação, acesse a cartilha “Muito prazer, eu sou a arara-azul” no link
http://museuescola.ibb.unesp.br/docs/cartilha_arara_azul.pdf
Boa leitura!

Sobre a autora: Bióloga e mestre em Genética pela Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho Câmpus de Botucatu/SP, estudante de Doutorado em Ciências Biológicas (Genética) pela mesma instituição.

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quinta-feira, 20 de julho de 2017

A fuga do polvo

Bom, pelo menos é melhor que dizer que o cachorro comeu...


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Tirinha original de Fernando Gonsales
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quarta-feira, 19 de julho de 2017

A era solar, cada vez mais perto

 
 Por: Alejandra Viviescas 
mariale88@gmail.com


Nos últimos anos, temos ouvido bastante sobre aquecimento global e a importância de reduzir o uso de combustíveis fósseis na produção de energia, substituindo-os pelo uso de energias renováveis, como a solar, que está disponível em todo o planeta e causa pouco impacto ambiental.
Historicamente, o principal argumento para justificar a não implementação de energias renováveis tem sido seu alto custo de produção. Porém, dados recentes mostram que a implementação destas energias é benéfica, não somente para o ambiente, mas também para a economia.


Figura 1. Esquema de como a energia solar é convertida em energia elétrica (esquerda) E dos componentes dos painéis solares (Direita).

Nos últimos meses, foram apresentadas duas inovações na construção de painéis solares que prometem uma grande redução nos custos de geração desta energia. A primeira foi apresentada por um grupo de pesquisadores no Japão, uma célula solar de silício supereficiente, já que conseguiram reduzir consideravelmente a distância entre os eletrodos das películas semi-condutoras. Com uma taxa de conversão de energia de 26,3%, a nova célula supera o Record anterior por quase 3%.
A segunda novidade foi apresentada em Junho por pesquisadores na Suiça, é uma célula solar feita por uma mistura de materiais conhecida como perovskita, com alta durabilidade, mesmo em climas adversos. Isto é de grande importância já que os painéis de perovskita são mais fáceis e baratos de produzir do que os de silício, principalmente por não precisarem de altas temperaturas para ser manufaturados. Até agora, os painéis de peroveskita não eram uma boa alternativa comercial já que eles perdiam eficiência rapidamente quando expostos ao clima, mas esses novos painéis, com alta estabilidade prometem ser uma boa alternativa comercial.


Figura 2: células fotovoltaicas. Silíco (esquerda) e peroveskita (direita).

Atualmente, o maior problema com a energia solar não é a produção, mas a estocagem. Não existem baterias com capacidade suficiente para estocar a quantidade de energia que uma cidade, ou mesmo uma casa, gasta em algumas horas, e não temos como produzir energia solar a noite ou nos dias nublados. Entretanto, novas tecnologias têm sido desenvolvidas para superar tal problema. Nesse sentido, A maior usina heliotérmica do mundo, com capacidade de estocagem de até 8 horas, e capaz de produzir energia elétrica mesmo durante a noite, está sendo construída no Marrocos.


Figura 3: Planta solar Noor 1. A maior usina solar do mundo está sendo construída em Morroco.

Os mais otimistas apontam que a dependência de combustíveis fósseis poderia acabar em duas décadas. Esse prazo provavelmente dependerá de decisões políticas. De qualquer forma, uma coisa é certa, o uso de energias renováveis será cada vez mais popular, mesmo que o principal intuito dos consumidores não seja salvar o planeta.

Sobre a autora: Bióloga e mestre em biologia pela Universidade Nacional da Colômbia, estudante de Doutorado em Ciências Biológicas (Genética) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Câmpus de Botucatu/SP.


Quer saber mais? Veja os links no texto, ou visite os as seguintes páginas:

-Em português:
http://epocanegocios.globo.com/Mundo/noticia/2017/01/energia-solar-se-torna-mais-barata-que-combustiveis-fosseis.html

-Em inglês:

http://helioscsp.com/24-hour-concentrated-solar-power-is-possible-for-mena-region/
https://futurism.com/company-japan-just-broke-world-record-solar-panel-efficiency/

Imagens originais retiradas de:

https://pt.slideshare.net/natalianacabral/energia-limpa-uma-questo-de-necessidade
http://www.solarispr.com/preguntas-frecuentes/
http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/sep/30/ultrathin-solar-cell-is-efficient-and-easy-to-make
https://phys.org/news/2011-03-laser-pulses-crystallize-amorphous-silicon.html
http://www.saurenergy.com/solar-energy-news/worlds-largest-solar-power-plant-operational-in-morocco
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terça-feira, 18 de julho de 2017

Multiplicação de uma cebola

Imagem das células de uma cebola se dividindo. Foto cedida pelo mestrando Whisnayder Gentil, do Departamento de Genética do Instituto de Biociências de Botucatu, UNESP. Contato: whisnaydergentil@gmail.com


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segunda-feira, 17 de julho de 2017

Minha Querida Pesquisa - Edna Gicela Ortiz Morea



Edna Gicela Ortiz Morea – Bióloga
Mestre em Genética
estudante de Doutorado em Genética
Universidade Estadual Paulista - UNESP

Realizei a minha graduação em Biologia na “Universidad de la Amazonia” na minha cidade de origem, chamada Florencia, uma pequena cidade localizada no sul da Colômbia. Durante o decorrer do curso, meu interesse pela genética despertou e cresceu, principalmente pela genética mendeliana.
Tudo começou com um trabalho em sala de aula, no qual o professor pediu para fazermos cruzamentos entre moscas com diferentes características, para ver como estas características eram passadas dos pais para as próximas gerações. Isso foi genial! Ver como tudo o que tinha aprendido na sala de aula podia ser reproduzido na prática tão claramente. 
No quarto ano da graduação, tive a oportunidade de fazer um intercâmbio por 6 meses na Escola Superior de agricultura Luiz de Queiroz, na Universidade de São Paulo (ESALQ-USP). Durante o intercâmbio, a minha visão científica e cultural aumentou, e tive meu primeiro contato com a biologia molecular, acompanhando estudos que envolviam microRNA (miRNA). 
Mas o que são esses miRNAs? Até então, eu nunca tinha ouvido falar deles! Pois bem, os miRNAs são pequenos RNAs que não sintetizam proteínas (RNAs não codificantes) e sua principal função é a de regular os genes. Os miRNAs estão envolvidos nos mais diversos processos de desenvolvimento, em quase todos os organismos. E assim, eu entrei no “mundo dos RNA não codificantes”. 
Após minha formatura, senti a necessidade de continuar e aprimorar a minha formação cientifica, e decidi fazer Mestrado no programa de Ciências Biológicas - Genética da Universidade Estadual Paulista (UNESP), tendo como orientador um professor que conheci durante meu intercâmbio. O principal objetivo do meu Mestrado era estudar os miRNAs envolvidos no desenvolvimento vegetal. O meu trabalho tinha duas linhas de pesquisa, uma buscava entender o processo evolutivo de um miRNAs que não estava presente em um grupo de plantas e, a outra, entender o papel de um miRNA no desenvolvimento da raiz. 
Atualmente estou cursando o doutorado pelo mesmo programa que fiz o mestrado, mas.... Mudei de organismo! Estou trabalhando com a identificação e caracterização de longos RNAs não codificantes com função telomérica em Leishmania spp. 
Mas o que é isso? Vou explicar um pouco sobre o meu doutorado, primeiro o que é Leishmania : Leishmania é o parasita causador da Leishmaniose, uma doença tropical que afeta principalmente às pessoas mais pobres, tendo milhões de casos por ano no Brasil. E esses longos RNAs não codificantes com função telomérica? São longos RNAs que não codificam proteínas que estão envolvidos na manutenção dos telômeros. E finalmente: o que são os telômeros? Os telômeros são as extremidades dos cromossomos que protegem a integridade do genoma, para que a informação genética seja corretamente passada de geração para geração (podemos pensar nos telômeros como aquelas pontinhas de plástico nos cadarços dos sapatos, que os protegem para não desfiarem). 
Mas, porquê estudar os telômeros? E porquê utilizar a Leishmania como modelo de estudo? Levando em consideração que até o momento não existe nenhuma vacina ou tratamento eficiente para a Leishmaniose, estudar a biologia e fisiologia do parasita pode ajudar no desenvolvimento de novos fármacos ou tratamentos terapêuticos. Este é o caso dos telômeros, cuja principal função é a de manter a estabilidade do genoma que se alterada pode afetar diretamente a proliferação ou multiplicação desses parasitas. 
A possibilidade de estudar no exterior me deu maturidade pessoal e independência, e o principal ponto que me ajudou no processo de aprendizado foi a minha paixão pelo que faço. Entender como funcionam alguns processos biológicos e como, a cada descoberta, surgem mais perguntas é um desafio que sempre me mantém motivada.
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sábado, 15 de julho de 2017

CSI 002: Homem-Aranha


Por:
Carolina S. Santos
anacarol1712@gmail.com
 Camila Cristina 
 cris_camila@yahoo.com.br
Quem nunca assistiu Homem-Aranha e ficou morrendo de vontade de poder escalar paredes e soltar teias? Será que se eu deixar uma aranha modificada geneticamente me picar ela pode me transformar em um super-herói?



Quando uma aranha pica o homem, ela inocula nele o seu veneno, porém na maioria das vezes ele não é tóxico. Alguns tipos de veneno podem provocar reações que podem causar desde uma irritação local até mesmo a morte, dependendo da espécie da aranha. Entretanto, a  transmissão de características genéticas  que permitiria escalar paredes fica por conta do Stan Lee!



A habilidade das aranhas de escalar paredes vem da presença de minúsculos pelos nas suas pernas. Ao olho nu, aquelas pequenas aranhas não aparentam ser peludas, porém suas pernas estão cobertas por pelos e esses pelos ainda são cobertos por pelos ainda menores que ajudam na adesão a uma superfície plana, como se fosse uma camada adesiva. Esses pequenos pelos são responsáveis por gerar a chamada força van der Waals, que confere às aranhas uma espécie de retenção magnética com a superfície. É como se esses pelos funcionassem como pequenos ímãs, que permitem com que as aranhas fiquem aderidas a uma superfície (Figura 1).

Figura 1: Estruturas responsáveis pela adesão. A: Esquema demonstrando os pelos responsáveis pela aderência das aranhas. B: Fotos demonstrando as estruturas de aderência dos lagartos (gecos). 
Podemos imaginar que aranhas maiores teriam mais dificuldade em se aderir, e isso realmente ocorre! Animais maiores possuem, além dos pelos, uma camada adesiva que os matem aderidos nas paredes pelo mesmo princípio da  da força de Van der Waals.



Os pesquisadores observaram que os animais mais pesados com a capacidade de caminhar na posição vertical ou no teto são os gecos. Assim, para que o ser humano possa escalar paredes da mesma forma que lagartixas, aranhas e até mesmo o Homem-aranha, seria preciso que ele possuísse, também, estruturas de “fixação” adesivas recobrindo 40% do corpo (Figura 2), O que tornaria as escaladas impraticáveis, já que grande parte de seu corpo estaria  preso à parede. Hipoteticamente, um super-herói humano poderia se agarrar às paredes e ter melhor capacidade de manobra se tivessem pés muito grandes, mas eles teriam que ser enormes.

Figura 2:  Esquema demostrando qual a porcentagem de área corpórea coberta por estruturas de aderência, em diferentes espécies, que seria necessária para escalar paredes.  

Outra habilidade do Homem-aranha é a de lançar teias, porém organicamente falando, para um humano ter a mesma capacidade da aranha, ele precisaria possuir glândulas sericígenas que seriam capazes de secretar um tipo de proteína em estado líquido, que ao entrar em contato no ar se solidificaria, permitindo tecer a teia.



Nos três primeiros filmes do Aranha, a teia era produzida pelo próprio organismo do nosso herói, Entretanto, nos quadrinhos e nos últimos filmes lançados (incluindo o lançado recentemente, “Homecoming”), Peter Parker usa suas habilidades cientificas para criar um pequeno dispositivo que ele usa nos pulsos para disparar uma espécie de teia sintética. Mas se a teia utilizada por Peter Parker for sintética, ele terá vários problemas, pois precisá torna-la tão resistente como a que é produzida pelas aranhas. O primeiro desafio seria acoplar um material muito resistente para ele se pendurar e carregar todo o fluido necessário para produzir uma teia. Além disso, seria necessário um lançador compacto e produzido com material extremamente leve, onde as teias sintéticas seriam armazenadas em cartuchos sob pressão.


E essa foi a nossa investigação CSI002! Qual próximo filme ou série vocês querem investigar?! Mandem nos comentários as suas sugestões e dúvidas.

Sobre as autoras: 
Camila: Biomédica e mestranda em Genética Humana e Médica pela UNESP de Botucatu.
Carolina: Biomédica, doutoranda na área de Genética de Microrganismos pelo Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Genéticas) do IBB/UNESP Botucatu.

Quer saber mais? Veja os links abaixo:
http://www.thescienceof.org/physics/wall-crawling-spider-man-geckos-van-der-waals-forces/
http://osupernerd.com.br/quadrinho/lancador-de-teias-como-funciona/
http://www.cam.ac.uk/research/news/why-spider-man-cant-exist-geckos-are-size-limit-for-sticking-to-walls
https://www.youtube.com/watch?v=x14qTxU5jFA
https://www.youtube.com/watch?v=wETHkxFDmeQ

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