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El auge de los estudios biomatemáticos en la UNC

Este 30 de julio se realizará un nueva “Escuela de Biomat”, en la localidad de La Cumbre. El espacio fue motorizado por un grupo de investigadores de la FAMAF. Los encuentros se realizan cada dos años, desde 2005. Reúnen a matemáticos, físicos, biólogos, médicos y otros especialistas, para poner en común sus enfoques disciplinarios para resolver distintos problemas científicos. En La Casa de Trejo ya existen numerosas investigaciones interdisciplinarias de este tipo. Conversamos con dos miembros de la Escuela y presentamos algunos trabajos.[20.07.2012]

El auge de los estudios biomatemáticos en la UNC

Carlos Condat y Gustavo Sibona

Desde hace algunos años, un grupo integrado por físicos, matemáticos, biólogos y médicos tienen la sana costumbre de juntarse una vez al año durante días a debatir y compartir los conocimientos de sus disciplinas y a hacerse preguntas que atraviesan estos campos, tradicionalmente poco recurrentes al diálogo. El espacio se denomina Escuela Biomat y fue impulsado por un grupo de docentes de la FAMAF. Los encuentros nacieron hace unos diez años y a partir de 2005 la Escuela de formalizó, siendo el primer grupo en todo el país que reunió a representantes de la física y las matemática junto con científicos de las ciencias naturales

Gustavo Sibona y Carlos Condat, ambos investigadores de la FAMAF, son integrantes de la Escuela. Los dos científicos comenzaron a indagar a fines de la década del noventa sobre cómo modelar la interacción del Tripanosoma cruzi, causante de la enfermedad del Chagas, con otros parásitos para aportar en la creación de un vacuna. Este fue una de las primeras investigaciones.

Hoy en día, en las producciones interdisciplinarias se multiplicaron en nuestro ámbito. “La Escuela nació como un lugar de encuentro. La idea original era que los biólogos nos presenten sus problemas y nosotros- los físicos y matemáticos- propongamos soluciones”, cuenta Gustavo Sibona.

Otros trabajos que han surgido en este espacio son estudios de “termodinámica ambiental”, modelos matemáticos para ciencias cognitivas o investigaciones que observan la dinámica de brotes epidémicos.

Los primeros encuentros se realizaron con un subsidio especial del CONICET, destinado a fortalecer la matemática. Estos fueron organizados por el matemático Juan Tirao, de la FAMAF. “Hace diez años, cuando comenzamos, las ciencias eran compartimentos estancos. Los matemáticos se dedicaban a la matemática pura y los biólogos y médicos tenían poco interés en dialogar. La organización de la Escuela coincidió con una toma de conciencia de ambos campos”, relata Carlos Condat. Y agrega: “Hasta donde nosotros sabemos, fue el primer encuentro de estas características en nuestro país”.

En las Biomat se realizan cursos y conferencias cortas y plenarias, encabezadas por investigadores invitados especialmente, y en cada encuentro, que suele durar entre tres y cuatro días, se otorgan becas a estudiantes de ambos campos para que concurran al evento. En la próxima edición que comenzará el 30 de julio en la localidad de La Cumbre estarán presentes investigadores de EE.UU., Uruguay, Perú, Colombia y de distintas casas de estudios del país.

“Considero que el mayor aporte de estos encuentros fue el cambio de ambiente”, dice Condat. “Se produce un cambio de mentalidad. Cada uno presenta un experimento y el otro puede pensarlo matemáticamente”, señala Sibona. “En los comienzos trabajábamos muy solos, leyendo el material publicado y sin colaboración. A partir de estos encuentros mucha gente de los dos campos se fueron sumando, aunque creemos que la Escuela tiene un efecto de más largo alcance”.

¿No es dificultoso que un biólogo y un matemático puedan entenderse?- se les preguntó a los investigadores de la FAMAF- “Surgen problemas de lenguaje, que es la primera barrera. A un médico le cuesta entender lo que nosotros hacemos y viceversa. Cuesta, pero se puede”, opina Condat.

“En una oportunidad trabajando con un médico- recuerda entre risas Sibona-,  demoré un año en darme cuenta que modelo para él significaba experimentos con animales, y yo me estaba refiriendo a ecuaciones matemáticas”.

“Estamos creando una cultura. Cada vez va a ser más fácil el trabajo entre estos campos. Los estudiantes están incursionando en investigaciones interdisciplinarias. Pero todavía hay gente que se resiste, existe un “ninguneo” a los que hacemos esto, porque dicen que lo practican biólogos que no saben hacer experimentos y físicos que no saben hacer física. En el exterior no pasa lo mismo, porque saben que son herramientas muy útiles”.

La dinámica con la que trabajan en la Escuela Biomat comienza con un problema planteado por un biólogo o médico. Los físicos y matemáticos estudian las variables que entran en juego y luego, proponen investigaciones conjuntas que aplican modelos matemáticos que deben ser validados por los experimentos “in vivo”.

“Nosotros podemos aportar una visión más rigurosa para pensar ciertas cuestiones biológicas, a través de modelos, que te permite observar mejor los procesos y después realizar predicciones”, asegura Carlos Condat.

“En un trabajo que hicimos sobre el Chagas- relata Gustavo Sibona- se estaba experimentando con una droga nueva y gracias a un modelo que desarrollamos se pudo predecir la cantidad exacta que debía recibir la rata para que produzca el efecto óptimo que esperaban los médicos”.

En muchas partes del mundo las investigaciones que mezclan enfoques matemáticos y biológicos han dado resultados muy exitosos, como los más recientes que dieron como resultado la modelización del cerebro y sus redes neuronales. En la UNC las puertas de los laboratorios se están abriendo, de a poco, cada vez más.

Algunos estudios Biomatemáticos

¿Cómo se mueven las bacterias?. Esta investigación trabaja sobre un sistema de autopropulsión que tienen las bacterias. “Poseen un motor eléctrico propio que es extraordinario”, dice Condat. Este “motor” está conformado por una serie de proteínas que se acumulan formando una estructura, la cual se activa por el paso de protones y les permite un efecto rotatorio que les permite moverse. Los científicos creen que se trasladan buscando alimentos pero no saben cómo hacen para cambiar de dirección.

La ruta de los espermas: Físicos y biólogos de la UNC realizan simulaciones del movimiento de los espermatozoides, cuya dinámica no es la misma de las bacterias. Los espermas se mueven en geometrías muy restringidas- en canales estrechos- y por líquidos viscosos. ¿Pero cómo un espermatozoide encuentra el óvulo?. ¿Por qué unos llegan y otros no?.

El crecimiento de los tumores. Junto con investigadores italianos, se realizó un modelo de crecimiento de tumores sólidos, teniendo en cuenta la disponibilidad y procesamiento de nutrientes de las células cancerígenas, ya que aquéllos hacen que las células se multipliquen y crezcan. Más adelante, se comenzó a estudiar cómo influyen las terapias cancerígenas en la absorción de nutrientes.

¿Cómo se forma la opinión pública?. Esta novedosa investigación, de reciente desarrollo, pretende aplicar simulaciones computacionales similares a las de brotes epidémicos, pero con la generación de opinión pública sobre un determinado tema. En vez de enfermedades se contagia opinión. Así, se incorporan variables como “Autorazonamiento”, “propaganda externa” y dos opiniones (A y B) contrapuestas.

 

 

 

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