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Publicações do PESC

Título
Um Modelo Matemático-Computacional do Papel do Colesterol no Processo de Desenvolvimento da Doença de Alzheimer
Linha de pesquisa
Inteligência Artificial
Tipo de publicação
Tese de Doutorado
Número de registro
Data da defesa
14/7/2005
Resumo
Este trabalho apresenta um modelo matemático-computacional do processo de desenvolvimento da Doença de Alzheimer, considerando-se que o colesterol possui um papel fundamental na formação das alterações histopatológicas características da doença: as Placas Neuríticas Senis e os Emaranhados Neurofibrilares. O modelo foi construído através de uma abordagem hierárquica dos principais processos da doença, partindo-se dos processos mais gerais até chegar-se a um nível de detalhe suficiente para a modelagem direta dos fenômenos através de equações diferenciais ordinárias, ou equações algébricas. O modelo final, constituído de um sistema de equações, foi implementado em um programa de computador e, em seguida, foram realizados vários experimentos, divididos em dois grupos distintos: os testes de validação do modelo e os testes de hipóteses sobre a doença. No primeiro caso, os resultados obtidos com a simulação foram comparados a resultados de experimentos in vivo ou in vitro, encontrados na literatura consultada e os mesmos se mostraram qualitativamente coerentes. No segundo tipo de experimentos, as simulações tiveram o objetivo de testar hipóteses sobre o processo de formação da doença, levantadas na literatura consultada e ainda sem confirmação experimental. Dos resultados dessas simulações, foi possível validar as hipóteses e obter conclusões finais sobre o processo de desenvolvimento da doença.
Abstract

This work presents a mathematical-computational model of the development process of Alzheimer’s disease, based on the assumption that cholesterol plays a key role in the formation of hallmark neuropathological lesions that characterize the disease: the senile amyloid plaques and neurofibrillary tangles. The model was built upon a hierarchal approach of the disease’s main processes, starting from the higher level processes towards the lower level processes, that are simple enough to allow the direct modeling of phenomena by ordinary differential equations. The final model, conceived as a system of equations, was implemented as a computer program and, thereafter, two sets of tests were carried out. In the first set of tests, aimed at validating the model, the results obtained from the simulations carried out were qualitatively coherent with in vivo or in vitro experiments found in the consulted literature. In the second set, we performed simulations in order to test a number of hypotheses about the development process of the disease, collected from the literature but yet without experimental confirmation. From the results of these simulations, it was possible to validate those hypotheses and to draw some conclusions about the development process of the disease.

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