Modelagem matemática de axônios mielinizados em um modelo de larga escala do sistema neuromuscular para o estudo de patologias desmielinizantes

• Processo: 19/09885-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2021
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Pesquisador responsável: André Fábio Kohn
• Beneficiário: Marina Cardoso de Oliveira
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Neurociência computacional Modelos matemáticos Simulação por computador Doenças desmielinizantes Axônios
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: axônios e mielina | modelos matemáticos em neurociência | simulador computacional | Sistema neuromuscular | Neurociência Computacional, Neuroengenharia

Resumo

Modelos computacionais de larga escala do sistema neuromuscular têm se mostrado muito úteis no estudo de controle motor em sujeitos sãos. No entanto, esses modelos praticamente não têm sido utilizados para o estudo de patologias neuromusculares. Propõe-se investigar patologias que causam a desmielinização dos axônios motores e sensoriais por meio de um modelo computacional de larga escala do sistema neuromuscular. Para isso ser possível, um sistema já implementado e validado dos conjuntos de motoneurônios dos músculos do Tríceps Sural e Tibial Anterior, bem como das suas vias aferentes, deverá ser expandido com a implementação de modelos computacionais dos axônios motores e sensoriais. Como o modelo de partida é de músculos da perna, as patologias a serem estudadas serão patologias axonais desmielinizantes que afetam principalmente os membros inferiores, como, por exemplo, a doença de Charcot-Marie-Tooth, a síndrome de Guillain-Barré e polineuropatias desmielinizantes inflamatórias crônicas. Após a adição de modelos dos axônios motores e sensoriais ao sistema neuromuscular já modelado, e realizadas as devidas alterações que caracterizam as diferentes patologias, serão realizadas simulações do modelo proposto. Dados experimentais já existentes na literatura de pacientes, como os de reflexos H e tendinoso, bem como obtidos durante a realização de tarefas motoras (por exemplo, unipodal, na posição sentada) serão utilizados para validar o modelo como um todo. O uso do modelo do sistema completo permitirá analisar sinais não disponíveis experimentalmente, como por exemplo os disparos dos motoneurônios e dos aferentes, o que fornecerá subsídios para analisar os mecanismos envolvidos nas patologias e a relação entre o grau de comprometimento axonal e o grau de comprometimento motor e, portanto, avançar no entendimento destas patologias. Adicionalmente, os resultados poderão servir de base para se propor abordagens de diagnóstico precoce e seguimento da evolução de um tratamento. (AU)

Publicações científicas

(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)

DE OLIVEIRA, MARINA CARDOSO; WATANABE, RENATO NAVILLE; KOHN, ANDRE FABIO. Electrophysiological and functional signs of Guillain-Barre syndrome predicted by a multiscale neuromuscular computational model. JOURNAL OF NEURAL ENGINEERING, v. 19, n. 5, p. 17-pg., 2022-10-01. (19/09885-1)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

OLIVEIRA, Marina Cardoso de. Efeitos de neuropatias periféricas desmielinizantes em tarefas de controle motor estudados por meio de um modelo neuromuscular multiescala.. 2021. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC) São Paulo.