Processo de difusão e agregação em física biológica: doenças priônicas e passeios aleatórios com memória

• Processo: 07/04220-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de outubro de 2007 - 30 de setembro de 2009
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Marco Antonio Alves da Silva
• Beneficiário: Marco Antonio Alves da Silva
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Príons Método de Monte Carlo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Monte Carlo | Prion | Processos difusivos | Processos não-Markovianos | Random Walks | Reações auto-Catalíticas | Física Estatística - Física Biológica

Resumo

Neste projeto abordaremos dois problemas: reações priônicas e passeios aleatórios não-Markovianos. Especificamente, com os príons, estudaremos distribuições de tempo de incubação a partir de dados experimentais existentes para o gado e hamsters. Recentemente, obtivemos um resultado importante mostrando que um modelo simples de campo médio de uma cinética puramente autocatalítica, é capaz de reproduzir dados experimentais; nesse mesmo trabalho, foi introduzido um modelo de automata celular que, qualitativamente deu bons resultados. Porém esses modelos não possuem os ingredientes mínimos para generalização dos resultados, pois esses não reproduzem "microscopicamente" o fenômeno da agregação, com sua topologia. Neste trabalho, propomos modelos análogos a modelos epidêmicos que podem ser resolvidos com Monte Carlo Dinâmico, cuja cinética pode gerar agregados. Nestes modelos mais gerais analisaremos a importância do termo autocatalítico nas reações priônicas. Para passeios aleatórios com memória, mostramos recentemente que perda de memória antiga acima de um certo limite leva a um comportamento Markoviano. Diferentemente, em perda de memória recente aparece difusão anômala em região de "feedback" negativo, a qual pode explicar comportamentos repetitivos tal como no mal de Alzheimer. Conseguimos experimentalmente (simulação computacional), um diagrama de fase completo para esse sistema. Neste trabalho pretendemos encontrar resultados analíticos que definam com rigor as transições observadas. Outro objetivo é analisar grandes sistemas (~10**8) com simulação Monte Carlo para diversos perfis de memória. (AU)

Publicações científicas

(5)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FERREIRA, A. S.; CRESSONI, J. C.; VISWANATHAN, G. M.; ALVES DA SILVA, MARCO ANTONIO. Anomalous diffusion in non-Markovian walks having amnestically induced persistence. Physical Review E, v. 81, n. 1, 1, JAN 2010. (07/04220-4)

FELISBERTO, M. L.; PASSOS, F. S.; FERREIRA, A. S.; DA SILVA, M. A. A.; CRESSONI, J. C.; VISWANATHAN, G. M.. Sudden onset of log-periodicity and superdiffusion in non-Markovian random walks with amnestically induced persistence: exact results. European Physical Journal B, v. 72, n. 3, p. 427-433, DEC 2009. (07/04220-4)

DA SILVA‚ M.A.A.; VISWANATHAN‚ GM; FERREIRA‚ AS; CRESSONI‚ JC. Spontaneous symmetry breaking in amnestically induced persistence. Physical Review E, v. 77, n. 4, p. 040101, 2008. (07/04220-4)

FERREIRA, A. S.; CRESSONI, J. C.; VISWANATHAN, G. M.; ALVES DA SILVA, MARCO ANTONIO. Anomalous diffusion in non-Markovian walks having amnestically induced persistence. Physical Review E, v. 81, n. 1, p. 7-pg., 2010-01-01. (07/04220-4)

SAITO, Y.; DA SILVA, M. A. A.; ALVES, D.; MONDAINI, RP. A PROBABILISTIC CELLULAR AUTOMATA TO STUDYING THE SPREADING OF PNEUMONIA IN A POPULATION. BIOMAT 2009, v. N/A, p. 2-pg., 2010-01-01. (07/04220-4, 09/09118-9)