Desafios matemáticos e computacionais da neurociência Michelle Miranda Evandro Rocha Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão em Neuromatemática CEPID NeuroMat 11 de Outubro de 2014
Desafios matemáticos e computacionaisda neurociência
Michelle Miranda Evandro Rocha
Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão em NeuromatemáticaCEPID NeuroMat
11 de Outubro de 2014
Introdução Desafios Matemáticos Desafios Computacionais
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Introdução Desafios Matemáticos Desafios Computacionais
Por que estudar o cérebro?
I É o órgão mais complexo do corpo humanoI Tem um papel fundamental na memória, aprendizado,
concentração, linguagem,...I Pouco se sabe sobre: Alzheimer’s, Déficit de Atenção,
Autismo,...
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Perguntas
I O cérebro de uma criança com déficit de atenção processainformação da mesma forma do cerebro de uma criancanormal?
I O cérebro de alguem que sofreu um acidente e perdeuconexões sensitivas e motoras processa uma estímulo externoda mesma forma de uma pessoa que não sofreu um acidente?
I Será que o cérebro de alguem com alzheimer é estruturamenteigual ao cérebro de uma pessoa normal?
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Como responder à essas perguntas?
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Desafios matemáticos da neurociência
I Pessoas diferentes processam informação de forma diferenteI Como encontrar modelos que levam em consideração essas
diferenças?I Volume e complexidade das informações
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Um exemplo - Transtorno do Déficit de Atenção
I Afeta entre 3-5% de criançasI Sintomas: desatenção, inquietude e hiperatividade
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Como são os dados? ADHD-Consortium
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Mais desafios
I Entender como esses números em cada voxel estão associadoscom o déficit de atenção
I Como modelar o cérebro como um todo?
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Por que é importante responder essas perguntas?
I Melhor entendimento de comoessas condições afetam o cérebropode contribuir para tratamentosque minimizam as diferenças
I Estudo nessa direção impactam aqualidade de vida das pessoas
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Desafios computacionais da neurociência
Problema
I Repositórios de dados científicos para a área deneurociência ainda são raros
I E os que existem utilizam muitos termos diferentes
Um exemplo
I Instituto de Neurologia Deolindo Couto - INDC/UFRJI Recuperação de pacientes com lesão do plexo braquial,
muito comum entre motociclistas que sofreram quedas
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NeuroMat
Um dos principais objetivos do NeuroMat é contribuir na mudançadesse cenário
Propostas
I Modelar e criar banco de dados para a área de neurociênciaI Manter e compartilhar dados científicosI Criar ferramentas de software para acessar dados científicos
I O que é software?I Propósito de um software?
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NeuroMat - Banco de Dados e Portal Web
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Ciência Aberta
Movimento Ciência Aberta
I Recomenda que ferramentas e dados utilizados peloscientistas sejam disponibilizados publicamente para ampliarseus benefícios a toda a sociedade
I Defendida por grandes agências de pesquisa no mundo,como NSF (Fundação Nacional da Ciência dos EUA) eFAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado deSão Paulo)
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Desafios computacionais do NeuroMat
I Armazenamento de experimentos que são realizados de formasdiferentes
I Armazenamento físico eficienteI Grande volume de dadosI Busca rápida por informações
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Padronização
Por que padronizar dos diversos formatos de armazenamento dosexperimentos em neurociência?
I Facilitar a manutenção, recuperação, compartilhamento ereúso dos dados
I Tornar possível a reprodução dos experimentos e acomparação entre estudos
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Quais são os dados
I Informações sobre os experimentosI Dados brutosI Dados derivados, gerados a partir dos dados brutos
I Informações sobre o Laboratório de PesquisaI Onde os dados foram coletados?I Quem foi o responsável pela coleta dos dados?I Quando foi coletado?
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Como os dados se relacionam - 1
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Como os dados se relacionam - 2
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Como os dados se relacionam - 3
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Primeira fase do projeto
I Objetivo: atender às demandas sistêmicas do Instituto deNeurologia Deolindo Couto (INDC-UFRJ)
I Desenvolvimento de Sistema Web para gerenciamento dedados clínicos e de experimentos.
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Funcionalidade - Cadastro de pacientes
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Funcionalidade - Avaliação médica
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Funcionalidade - Preenchimento de questionário
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Para saber mais
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