Elétrons são partículas elementares com carga negativa que formam camadas em torno dos átomos e dos íons.
Essa informação, ou algo muito semelhante, está na maioria dos livros-texto e você deve sabê-la de cor se quiser sair-se bem no vestibular ou exame do Enem.
Mas, muito brevemente, essa lição básica de física poderá exigir uma complementação.
E não será apenas isso. Ao contrário de experimentos gigantescos, como o LHC, um pequeno pedaço de cerâmica, que permite estudar os elétrons em detalhes, poderá explicar porque há muito mais matéria do que antimatéria no Universo.
Dipolo elétrico do elétron
Muitos físicos acreditam que os elétrons têm um momento de dipolo elétrico permanente.
Como os pólos magnéticos norte e sul de um ímã, existem também dois pólos elétricos.
Um momento de dipolo elétrico geralmente é criado quando cargas positivas e negativas são separadas espacialmente.
No caso dos elétrons, a situação é muito mais complicada porque os elétrons não deveriam ter realmente qualquer dimensão espacial.
Matéria e antimatéria
Apesar disso, muitas teorias físicas vão além do Modelo Padrão da física de partículas elementares e de fato baseiam-se na existência de um momento de dipolo.
E não são teorias quaisquer, são teorias que tentam explicar como o Universo foi criado.
Segundo as teorias mais aceitas atualmente, há cerca de 13,7 bilhões de anos, o Big Bang teria criado quantidades iguais de matéria e de antimatéria.
Mas matéria e antimatéria destroem-se mutuamente. Logo, nada deveria ter permanecido. Na realidade, porém, criou-se muito mais matéria do que antimatéria.
Um momento de dipolo elétrico do elétron poderia explicar este desequilíbrio.
Titanato de bário-európio
Até agora, porém, ninguém conseguiu provas da existência deste suposto momento de dipolo, eventualmente porque as técnicas atuais simplesmente não são sensíveis o suficiente.
Mas um pequeno pedaço de cerâmica está para mudar toda essa história. Marjana Lezaic e Konstantin Rushchanskii, da Universidade da Califórnia em Santa Barbara, nos Estados Unidos, projetaram essa cerâmica simulando o comportamento quântico dos átomos em um supercomputador.
A cerâmica é o titanato de bário-európio, que tem algumas propriedades muito especiais, permitindo a realização de medições 10 vezes mais sensíveis do que foi feito até hoje. "Isto deverá ser suficiente para localizar o momento de dipolo elétrico do elétron," afirmam os físicos.
A ideia é usar um magnetômetro SQUID, o sensor magnético mais sensível já construído, para medir a magnetização do pedaço de cerâmica quando ele for submetido a um campo elétrico.
Paralelo e antiparalelo
Como um momento elétrico não pode ser medido diretamente, os cientistas esperam demonstrar uma mudança na magnetização quando o campo elétrico é invertido. Isto seria um indício da existência do elusivo momento do dipolo elétrico.
Em um elétron, um dipolo elétrico só pode ser orientado paralelamente ou antiparalelamente ao spin do elétron. Em um campo elétrico, a maioria dos elétrons são orientados de tal forma que seu momento dipolo é paralelo ao campo. Poucos são orientados na outra direção.
Isso deve levar a uma magnetização mensurável. Se o campo elétrico for invertido, os momentos de dipolo dos elétrons serão revertidos, levando, consequentemente, a uma mudança simultânea mensurável na magnetização.
Se não existir um momento de dipolo elétrico, a magnetização deverá permanecer inalterada.
Efeitos indesejados
Uma equipe da Universidade de Praga, na República Tcheca, já sintetizou e caracterizou o material em laboratório, confirmando as propriedades calculadas pelos colegas norte-americanos.
Mas o cobiçado momento de medir o dipolo do elétron ainda não chegou. "Efeitos indesejados ainda estão inibindo as medições," conta Lezaic, sem esconder a decepção. "Mas estamos trabalhando intensamente na melhoria do material."
segunda-feira, 2 de agosto de 2010
Pesquisadores fazem teletransporte virtual de objetos
Uma equipe de cientistas europeus "teletransportou" virtualmente objetos reais através do ciberespaço.Pode parecer ficção científica, mas os avanços na tecnologia háptica e uma nova abordagem para a geração de realidade virtual estão ajudando a criar experiências virtuais que são muito mais realistas e envolventes do que qualquer coisa já conseguida antes.
Telepresença e telemedicina
Aproximando-se ainda mais do tradicional Holodeck, da série Jornada nas Estrelas, o sistema permite ter a sensação do tato ao tocar objetos virtuais e até mesmo sentir os movimentos de um parceiro de dança virtual.
Os usuários não apenas veem e ouvem seu ambiente virtual, os objetos e os avatares, como também podem tocá-los e interagir com eles.
A tecnologia abre caminho para novas aplicações em telepresença, telemedicina e design industrial, além, é claro, dos jogos e do entretenimento.
"Os aspectos audiovisuais da realidade virtual avançaram muito nos últimos anos. Assim, acrescentar a sensação de toque é o próximo passo," diz Andreas Schweinberger, pesquisador da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha. "Sabemos que, quanto mais os sentidos puderem ser usados, mais interação e maior a sensação de presença. E uma forte sensação de presença significa que a experiência será mais envolvente e mais realística."
Geração de objetos virtuais
Schweinberger liderou uma equipe de nove universidades e institutos de pesquisa europeus no desenvolvimento da tecnologia necessária para tornar palpáveis os objetos e personagens da realidade virtual.
O projeto Immersence, que acaba de apresentar seus resultados finais, resultou na criação, ainda em escala de laboratório, de interfaces táteis e multimodais inovadoras.
Isto exigiu a criação de novas técnicas de processamento digital de sinais e de um método pioneiro para gerar, em tempo real, objetos virtuais a partir de objetos do mundo real.
Esta tecnologia de "virtualização online" utiliza um scanner 3D e um sistema de modelagem para criar uma representação virtual de um objeto real, como um copo, uma caixa ou o protótipo de um produto.
A representação digital 3D do objeto pode então ser transmitida a alguém em um local remoto. Usando óculos especiais e usando uma interface tátil, o usuário que recebe a imagem virtual pode movimentá-la, tocá-la e até sentir seu peso.
Os pesquisadores também aprimoraram técnicas que permitem ao usuário sentir diferentes texturas e a rigidez de um objeto, permitindo que se diferencie, pelo toque virtual, entre objetos duros, macios ou até mesmo líquidos.
Interação humana em ambiente virtual
Naquilo que parece ser ainda mais promissor, os pesquisadores não se limitaram à interação homem-objeto: eles desenvolveram uma tecnologia para permitir a interação humano-humano em um ambiente virtual.
Em um dos experimentos, uma plataforma robótica móvel, equipada com dois braços robóticos, serviu como parceiro de dança de uma dançarina humana real, permitindo que o sistema registrasse todo o andamento da dança.
Em seguida, um usuário, usando óculos de realidade virtual, no qual ele enxergava uma parceira de dança virtual do sexo oposto, pode dançar com o robô, como se estivesse dançando com o avatar projetado em seus óculos.
"Para programar o robô, nós primeiro registramos a força, o equilíbrio e o movimento de um dançarino humano real e aplicamos estes registros para movimentar o robô. Em um ambiente de realidade virtual, o robô poderia ser um agente controlado por computador ou o avatar de outra pessoa," diz Schweinberger.
Teletransporte virtual
Os gamers têm, obviamente, muitos motivos para se entusiasmar com estas novas tecnologias, que prometem trazer uma nova dimensão de realismo aos ambientes de realidade virtual.
Muito além do entretenimento, contudo, existem muitas aplicações paras tecnologias háptica e de realidade virtual.
Os médicos, por exemplo, poderão usá-las para tratar pacientes remotamente, fisioterapeutas poderão usá-las para treinamento e reabilitação, e designers industriais poderão colaborar remotamente "teletransportando" modelos virtuais dos seus projetos pela internet.
"A pesquisa também ajudará no desenvolvimento de robôs cognitivos mais capazes de interagir com os seres humanos," observa Schweinberger.
Agora que o projeto Immersense finalizou seus trabalhos, os diversos parceiros continuarão o desenvolvimento das tecnologias individuais, visando sobretudo sua colocação no mercado.
Telescópio do gelo detecta padrão inexplicável de raios cósmicos
Embora ainda esteja em fase de construção, o Observatório de Neutrinos IceCube, localizado nas profundezas de gelo do Pólo Sul já está produzindo resultados científicos.
O mais impressionante é que, ao contrário dos achados iniciais do LHC, que validaram as teorias fundamentais da física, o IceCube descobriu um fenômeno para o qual o inusitado telescópio sequer foi projetado para estudar.
O "mapa do céu" parcial gerado por seus dados mostra a intensidade relativa dos raios cósmicos que atingem diretamente o Hemisfério Sul da Terra.
Ao contrário do previsto, o mapa mostra um padrão incomum de raios cósmicos, com um excesso (cores mais quentes) detectado em uma parte do céu e um défice (cores mais frias) em outro.
Raios cósmicos
O IceCube é um telescópio que capta partículas subatômicas chamadas neutrinos, especialmente neutrinos de alta energia que atravessam a Terra, fornecendo informações sobre eventos cósmicos distantes como supernovas e buracos negros - os eventos detectados no Pólo Sul acontecem no âmbito do espaço visível do Hemisfério Norte.
Entretanto, um dos desafios de detectar essas partículas relativamente raras é que o telescópio é constantemente bombardeado por outras partículas, incluindo muitas geradas pela interação dos raios cósmicos com a atmosfera da Terra sobre a metade sul do céu.
Para a maioria dos físicos da equipe do IceCube estas partículas são simplesmente ruído de fundo. Mas pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, identificaram uma oportunidade de pesquisa nesses dados de raios cósmicos.
"O IceCube não foi construído para observar raios cósmicos. Raios cósmicos são considerados ruído de fundo. No entanto, temos bilhões de eventos de fundo nesses raios cósmicos que acabaram se mostrando muito emocionantes," explica Rasha Abbasi, que fez a descoberta juntamente com seus colegas Paolo Desiati e Juan Carlos Díaz-Vélez.
Anisotropia dos raios cósmicos
Abbasi e seus colegas identificaram um padrão incomum na intensidade relativa dos raios cósmicos incidentes sobre o hemisfério Sul da Terra, com um excesso de raios cósmicos detectados em uma parte do céu e um défice em outro.
Segundo a cientista, essa "anisotropia" vem confirmar experimentos anteriores feitos no Hemisfério Norte, servindo mesmo para validá-los - mas a fonte dessa desigualdade ainda é um mistério.
"Observar esta anisotropia se estendendo também pelo céu do Hemisfério Sul é mais uma peça do quebra-cabeças em torno deste efeito enigmático - se é devido ao campo magnético ao nosso redor ou é o efeito dos restos de uma supernova nas proximidades, nós não sabemos," disse Abbasi.
Uma das hipóteses para o padrão irregular nos raios cósmicos pode estar nos restos de uma supernova que explodiu há relativamente pouco tempo nas proximidades do Sistema Solar, cuja localização corresponde a uma das concentrações de raios cósmicos registradas no mapa anisotrópico.
A outra é que o padrão de raios cósmicos revela detalhes sobre os campos magnéticos interestelares produzido por gases de partículas eletricamente carregadas em movimento perto da Terra, que são difíceis de estudar e, por isso mesmo, pouco compreendidos.
Observatório de Neutrinos IceCube
Em vez de uma gigantesca lente dirigida para os céus, o telescópio IceCube consiste de longas "cordas", cada uma contendo 60 sensores ópticos, mergulhadas em furos que atingem mais de 1,5 km de profundidade.
No topo de cada corda contendo os detectores de profundidade estão um par de tanques, chamados IceTop, contendo dois detectores principais.
Quando estiver concluído, em 2011, o IceCube terá 86 dessas "linhas de sensores", ocupando um quilômetro cúbico de gelo da Antártida, somando mais de 5 mil sensores digitais ópticos.
Por incrível que pareça, mesmo estando nas profundezas do Pólo Sul, são necessárias sete semanas para que a água dos tanques congele perfeitamente, sem bolhas e nem trincas, que poderiam obstruir os minúsculos flashes gerados quando as partículas atravessam o gelo.
Os neutrinos estão entre os constituintes da matéria mais fundamentais. Como não têm carga e interagem muito pouco com a matéria, essas partículas podem viajar distâncias astronômicas sem se chocarem com nada - um neutrino tem tão pouca massa que ele pode atravessar um cubo de chumbo com um ano-luz de aresta, sem se chocar com nenhum átomo de chumbo.
O estudo recém-publicado foi baseado em dados obtidos quando o IceCube tinha apenas 22 linhas de detectores ópticos. Os cientistas agora estão analisando dados obtidos por 59 e por 79 linhas, que deverão aumentar enormemente a resolução do mapa do céu, dando mais detalhes da inexplicável anisotropia dos raios cósmicos.
O mais impressionante é que, ao contrário dos achados iniciais do LHC, que validaram as teorias fundamentais da física, o IceCube descobriu um fenômeno para o qual o inusitado telescópio sequer foi projetado para estudar.
O "mapa do céu" parcial gerado por seus dados mostra a intensidade relativa dos raios cósmicos que atingem diretamente o Hemisfério Sul da Terra.
Ao contrário do previsto, o mapa mostra um padrão incomum de raios cósmicos, com um excesso (cores mais quentes) detectado em uma parte do céu e um défice (cores mais frias) em outro.
Raios cósmicos
O IceCube é um telescópio que capta partículas subatômicas chamadas neutrinos, especialmente neutrinos de alta energia que atravessam a Terra, fornecendo informações sobre eventos cósmicos distantes como supernovas e buracos negros - os eventos detectados no Pólo Sul acontecem no âmbito do espaço visível do Hemisfério Norte.
Entretanto, um dos desafios de detectar essas partículas relativamente raras é que o telescópio é constantemente bombardeado por outras partículas, incluindo muitas geradas pela interação dos raios cósmicos com a atmosfera da Terra sobre a metade sul do céu.
Para a maioria dos físicos da equipe do IceCube estas partículas são simplesmente ruído de fundo. Mas pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, identificaram uma oportunidade de pesquisa nesses dados de raios cósmicos.
"O IceCube não foi construído para observar raios cósmicos. Raios cósmicos são considerados ruído de fundo. No entanto, temos bilhões de eventos de fundo nesses raios cósmicos que acabaram se mostrando muito emocionantes," explica Rasha Abbasi, que fez a descoberta juntamente com seus colegas Paolo Desiati e Juan Carlos Díaz-Vélez.
Anisotropia dos raios cósmicos
Abbasi e seus colegas identificaram um padrão incomum na intensidade relativa dos raios cósmicos incidentes sobre o hemisfério Sul da Terra, com um excesso de raios cósmicos detectados em uma parte do céu e um défice em outro.
Segundo a cientista, essa "anisotropia" vem confirmar experimentos anteriores feitos no Hemisfério Norte, servindo mesmo para validá-los - mas a fonte dessa desigualdade ainda é um mistério.
"Observar esta anisotropia se estendendo também pelo céu do Hemisfério Sul é mais uma peça do quebra-cabeças em torno deste efeito enigmático - se é devido ao campo magnético ao nosso redor ou é o efeito dos restos de uma supernova nas proximidades, nós não sabemos," disse Abbasi.
Uma das hipóteses para o padrão irregular nos raios cósmicos pode estar nos restos de uma supernova que explodiu há relativamente pouco tempo nas proximidades do Sistema Solar, cuja localização corresponde a uma das concentrações de raios cósmicos registradas no mapa anisotrópico.
A outra é que o padrão de raios cósmicos revela detalhes sobre os campos magnéticos interestelares produzido por gases de partículas eletricamente carregadas em movimento perto da Terra, que são difíceis de estudar e, por isso mesmo, pouco compreendidos.
Observatório de Neutrinos IceCube
Em vez de uma gigantesca lente dirigida para os céus, o telescópio IceCube consiste de longas "cordas", cada uma contendo 60 sensores ópticos, mergulhadas em furos que atingem mais de 1,5 km de profundidade.
No topo de cada corda contendo os detectores de profundidade estão um par de tanques, chamados IceTop, contendo dois detectores principais.
Quando estiver concluído, em 2011, o IceCube terá 86 dessas "linhas de sensores", ocupando um quilômetro cúbico de gelo da Antártida, somando mais de 5 mil sensores digitais ópticos.
Por incrível que pareça, mesmo estando nas profundezas do Pólo Sul, são necessárias sete semanas para que a água dos tanques congele perfeitamente, sem bolhas e nem trincas, que poderiam obstruir os minúsculos flashes gerados quando as partículas atravessam o gelo.
Os neutrinos estão entre os constituintes da matéria mais fundamentais. Como não têm carga e interagem muito pouco com a matéria, essas partículas podem viajar distâncias astronômicas sem se chocarem com nada - um neutrino tem tão pouca massa que ele pode atravessar um cubo de chumbo com um ano-luz de aresta, sem se chocar com nenhum átomo de chumbo.
O estudo recém-publicado foi baseado em dados obtidos quando o IceCube tinha apenas 22 linhas de detectores ópticos. Os cientistas agora estão analisando dados obtidos por 59 e por 79 linhas, que deverão aumentar enormemente a resolução do mapa do céu, dando mais detalhes da inexplicável anisotropia dos raios cósmicos.
Microsoft libera patch de emergência para falha crítica no Windows
Como prometido, a Microsoft liberou, nesta segunda-feira (2/08), uma atualização de emergência para uma falha crítica presente em todos os seus sistemas operacionais. E, como já era esperado, o patch não servirá para o Windows na versão 2000 e XP SP2, pois estes já tiveram o suporte técnico finalizado.
Segundo a companhia, em seu boletim de segurança, a atualização “validará corretamente os ícones referentes a atalhos”. Ela também avisa àqueles que utilizaram a medida preventiva recomendada pela própria empresa há duas semanas, para que desabilitem a função após a instalação. Entretanto, já há relatos na internet de usuários que afirmam que problemas só poderão ser evitados caso isso seja feito antes.
De acordo Jason Miller, da equipe de segurança da Shavlik Technologies, a atitude da Microsoft, por mais que já anunciada, surpreende pela proximidade à data usual de correções, em agosto.
“Não chega a ser incomum esse patch “out-of-band” (não previsto no cronograma), mas a próxima grande atualização estava marcada já para a próxima semana. Eu pensava que eles esperariam até lá”, afirmou. Para o especialista, a Microsoft estava temerosa que o número de ataques crescesse nos próximos dias, principalmente se outros vírus passassem .
A atualização já está disponível no Windows Update para todas as versões do sistema operacional ainda suportadas pela empresa. Isso inclui desde o XP SP3 até o Windows 7, além dos destinados ao setor corporativo, como o Server 2003 e o 2008.
Em comunicado no blog do departamento de proteção a malware da Microsoft, observa-se que o Brasil foi o país mais atingido pelo Stuxnet, uma das pragas que se aproveitava da vulnerabilidade. Em segundo-lugar está os Estados Unidos e, em uma distante terceira colocação, a Indonésia.
Segundo a companhia, em seu boletim de segurança, a atualização “validará corretamente os ícones referentes a atalhos”. Ela também avisa àqueles que utilizaram a medida preventiva recomendada pela própria empresa há duas semanas, para que desabilitem a função após a instalação. Entretanto, já há relatos na internet de usuários que afirmam que problemas só poderão ser evitados caso isso seja feito antes.
De acordo Jason Miller, da equipe de segurança da Shavlik Technologies, a atitude da Microsoft, por mais que já anunciada, surpreende pela proximidade à data usual de correções, em agosto.
“Não chega a ser incomum esse patch “out-of-band” (não previsto no cronograma), mas a próxima grande atualização estava marcada já para a próxima semana. Eu pensava que eles esperariam até lá”, afirmou. Para o especialista, a Microsoft estava temerosa que o número de ataques crescesse nos próximos dias, principalmente se outros vírus passassem .
A atualização já está disponível no Windows Update para todas as versões do sistema operacional ainda suportadas pela empresa. Isso inclui desde o XP SP3 até o Windows 7, além dos destinados ao setor corporativo, como o Server 2003 e o 2008.
Em comunicado no blog do departamento de proteção a malware da Microsoft, observa-se que o Brasil foi o país mais atingido pelo Stuxnet, uma das pragas que se aproveitava da vulnerabilidade. Em segundo-lugar está os Estados Unidos e, em uma distante terceira colocação, a Indonésia.
Fonte: IDG Now!
Hackers facilitam desbloqueio do iPhone
Realizar o jailbreak no iPhone sempre algo complicado, coisa para geek. Mas uma nova ferramenta, chamada JailbreakMe, acaba com isso. Ela permite que você desbloqueie facilmente um aparelho com sistema iOS 4.0. A ferramenta gratuita, baseada na Internet, assim como suas instruções, chegam apenas alguns dias depois de a prática de realizar jailbreak ter sido declarada legal no Estados Unidos.
O "hack" é acessível para qualquer pessoa pelo JailbreakMe.com, por meio do navegador Mobile Safari (isso mesmo, usa o navegador da Apple, empresa que odeia o jailbreak...), e pode ser usado com um iPhone 4, 3GS e 3G rodando os sistemas iOS 4 ou 4.0.1 (update para exibir as barras de sinal).
Até agora, realizar jailbreak no iPhone envolvia ter o aparelho conectado a um computador, em um processo complicado que afastava os usuários mais novos. O JailbreakMe torna o hack do seu telefone muito mais fácil, já que é uma solução baseada no browser e não exige nenhum truque adicional.
Antes de realizar esse processo com seu iPhone, iPad ou iPod Touch, tenha em mente que apesar da legalidade da ação nos Estados Unidos, a Apple é contra a prática. A companhia lembrou aos seus usuários na semana passada que realizar o jailbreak no seu aparelho "encerra sua garantia", apesar de o processo ser facilmente revertido.
Para se ter uma ideia da rapidez do hack pelo JailbreakMe.com, o processo todo levou menos de 10 minutos em uma conexão normal Wi-Fi. Mas já foram identificados alguns bugs.
Leia mais na Macworld.
O "hack" é acessível para qualquer pessoa pelo JailbreakMe.com, por meio do navegador Mobile Safari (isso mesmo, usa o navegador da Apple, empresa que odeia o jailbreak...), e pode ser usado com um iPhone 4, 3GS e 3G rodando os sistemas iOS 4 ou 4.0.1 (update para exibir as barras de sinal).
Até agora, realizar jailbreak no iPhone envolvia ter o aparelho conectado a um computador, em um processo complicado que afastava os usuários mais novos. O JailbreakMe torna o hack do seu telefone muito mais fácil, já que é uma solução baseada no browser e não exige nenhum truque adicional.
Antes de realizar esse processo com seu iPhone, iPad ou iPod Touch, tenha em mente que apesar da legalidade da ação nos Estados Unidos, a Apple é contra a prática. A companhia lembrou aos seus usuários na semana passada que realizar o jailbreak no seu aparelho "encerra sua garantia", apesar de o processo ser facilmente revertido.
Para se ter uma ideia da rapidez do hack pelo JailbreakMe.com, o processo todo levou menos de 10 minutos em uma conexão normal Wi-Fi. Mas já foram identificados alguns bugs.
Leia mais na Macworld.
Fonte: IDG Now!
Veneno de aranha pode virar remédio contra epilepsia
Para paralisar ou matar uma presa ou predador na natureza, as aranhas utilizam poderosos venenos, capazes de atingir funções vitais de seus alvos mesmo com pequenas doses.
Ao estudar as toxinas desses organismos para conhecer melhor como elas agem, os cientistas estão descobrindo compostos que podem ser tornar potenciais medicamentos para o tratamento de doenças encefálicas, como a epilepsia.
"Há quase quatorze mil patentes de toxinas de animais com aplicação biotecnológica depositadas no escritório de patentes norte-americano, o USPTO," conta o professor Paulo Sérgio Lacerda Beirão, da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).
"Mas ainda há uma enorme possibilidade de se obter outras moléculas com potencial biotecnológico", afirmou o especialista no simpósio sobre a biodiversidade e biotecnologia de venenos no Brasil, durante a Reunião Anual da SBPC (Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência).
Veneno de aranha contra epilepsia
De acordo com Beirão, estima-se que, das 38 mil espécies de aranha existentes no mundo, cerca de 500 tenham potencial para compostos com alguma atividade biológica, como inibir a transmissão neuromuscular - as sinapses, pelas quais os sinais eletroquímicos são transmitidos de neurônio para neurônio.
Em função disso, alguns desses compostos estão sendo apontados como fortes candidatos a novos medicamentos para o tratamento de doenças encefálicas, a exemplo da epilepsia.
A doença degenerativa, que atinge 5,3 milhões de pessoas só nos EUA, é caracterizada por uma alteração no padrão eletroquímico normal das sinapses que provoca mudanças de comportamento, espasmos musculares e a perda da consciência das pessoas que sofrem do mal.
Moléculas do veneno
Ao estudar, ao logo dos últimos 20 anos, as diversas moléculas que compõem o veneno de uma espécie de aranha comum na América do Sul, a Parawixia bistrata, o professor da USP de Ribeirão Preto, Wagner Ferreira dos Santos, descobriu duas moléculas bastante promissoras para o desenvolvimento de uma nova droga para o tratamento da doença que provoque menos efeitos colaterais nos pacientes do que as existentes no mercado.
Já testadas em em ratos, as moléculas, denominadas Parawixia 1 e FrPbAII, apresentaram efeitos anticonvulsivos, neuroprotetores e antiansiolíticos, ou seja, inibiram as convulsões que caracterizam a doença, protegeram os neurônios de lesões e diminuíram a ansiedade, que costuma preceder os ataques epiléticos.
"As moléculas não curam a doença, mas possibilitam controlar o alastramento da lesão dos neurônios provocada por ela que, à medida que aumenta, faz com que o paciente perca funções como o odor e a fala, entre outras", explicou Santos durante o simpósio.
Veneno sintético
Especula-se que empresas farmacêuticas no exterior já estejam testando os compostos em testes com humanos. Mas, segundo o especialista, ainda estão enfrentando uma série de dificuldades para torná-las viáveis para aplicação em um medicamento, que representa o calcanhar de Aquiles dos pesquisadores brasileiros que desenvolvem pesquisas com o veneno de animais.
"Do ponto de vista da geração do conhecimento nós estamos bem. Já existe um grupo de pesquisadores brasileiros capaz de identificar esses compostos", avalia o professor da UFMG, Paulo Sérgio Lacerda Beirão. "Mas temos uma fragilidade clara na hora de transformar isso em produtos porque o custo é muito alto", conta.
Na tentativa de fazer com que as moléculas da aranha Parawixia bistrata que descobriu possam despertar o interesse de alguma indústria farmacêutica brasileira ou multinacional, atuante no País, o biólogo Wagner Ferreira dos Santos pretende desenvolver modelos sintéticos dos dois compostos e patenteá-los no exterior.
"As empresas querem já ter acesso a sínteses das moléculas de toxinas e que elas já sejam patenteadas, principalmente nos EUA e na Europa, para utilizá-las", afirma. "Se a molécula só é patenteada no Brasil não tem valor nenhum", comparou, se referindo ao fato de que o mercado farmacêutico brasileiro é muito menor do que o americano e o europeu.
Ao estudar as toxinas desses organismos para conhecer melhor como elas agem, os cientistas estão descobrindo compostos que podem ser tornar potenciais medicamentos para o tratamento de doenças encefálicas, como a epilepsia.
"Há quase quatorze mil patentes de toxinas de animais com aplicação biotecnológica depositadas no escritório de patentes norte-americano, o USPTO," conta o professor Paulo Sérgio Lacerda Beirão, da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).
"Mas ainda há uma enorme possibilidade de se obter outras moléculas com potencial biotecnológico", afirmou o especialista no simpósio sobre a biodiversidade e biotecnologia de venenos no Brasil, durante a Reunião Anual da SBPC (Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência).
Veneno de aranha contra epilepsia
De acordo com Beirão, estima-se que, das 38 mil espécies de aranha existentes no mundo, cerca de 500 tenham potencial para compostos com alguma atividade biológica, como inibir a transmissão neuromuscular - as sinapses, pelas quais os sinais eletroquímicos são transmitidos de neurônio para neurônio.
Em função disso, alguns desses compostos estão sendo apontados como fortes candidatos a novos medicamentos para o tratamento de doenças encefálicas, a exemplo da epilepsia.
A doença degenerativa, que atinge 5,3 milhões de pessoas só nos EUA, é caracterizada por uma alteração no padrão eletroquímico normal das sinapses que provoca mudanças de comportamento, espasmos musculares e a perda da consciência das pessoas que sofrem do mal.
Moléculas do veneno
Ao estudar, ao logo dos últimos 20 anos, as diversas moléculas que compõem o veneno de uma espécie de aranha comum na América do Sul, a Parawixia bistrata, o professor da USP de Ribeirão Preto, Wagner Ferreira dos Santos, descobriu duas moléculas bastante promissoras para o desenvolvimento de uma nova droga para o tratamento da doença que provoque menos efeitos colaterais nos pacientes do que as existentes no mercado.
Já testadas em em ratos, as moléculas, denominadas Parawixia 1 e FrPbAII, apresentaram efeitos anticonvulsivos, neuroprotetores e antiansiolíticos, ou seja, inibiram as convulsões que caracterizam a doença, protegeram os neurônios de lesões e diminuíram a ansiedade, que costuma preceder os ataques epiléticos.
"As moléculas não curam a doença, mas possibilitam controlar o alastramento da lesão dos neurônios provocada por ela que, à medida que aumenta, faz com que o paciente perca funções como o odor e a fala, entre outras", explicou Santos durante o simpósio.
Veneno sintético
Especula-se que empresas farmacêuticas no exterior já estejam testando os compostos em testes com humanos. Mas, segundo o especialista, ainda estão enfrentando uma série de dificuldades para torná-las viáveis para aplicação em um medicamento, que representa o calcanhar de Aquiles dos pesquisadores brasileiros que desenvolvem pesquisas com o veneno de animais.
"Do ponto de vista da geração do conhecimento nós estamos bem. Já existe um grupo de pesquisadores brasileiros capaz de identificar esses compostos", avalia o professor da UFMG, Paulo Sérgio Lacerda Beirão. "Mas temos uma fragilidade clara na hora de transformar isso em produtos porque o custo é muito alto", conta.
Na tentativa de fazer com que as moléculas da aranha Parawixia bistrata que descobriu possam despertar o interesse de alguma indústria farmacêutica brasileira ou multinacional, atuante no País, o biólogo Wagner Ferreira dos Santos pretende desenvolver modelos sintéticos dos dois compostos e patenteá-los no exterior.
"As empresas querem já ter acesso a sínteses das moléculas de toxinas e que elas já sejam patenteadas, principalmente nos EUA e na Europa, para utilizá-las", afirma. "Se a molécula só é patenteada no Brasil não tem valor nenhum", comparou, se referindo ao fato de que o mercado farmacêutico brasileiro é muito menor do que o americano e o europeu.
Fonte: SBPC
Cientistas brasileiros criam fórmulas matemáticas para um "Google da Medicina"
Pesquisadores brasileiros desenvolveram um conjunto de fórmulas matemáticas mais abrangentes e precisas para serem utilizadas em sistemas de apoio ao diagnóstico médico.
A nova ferramenta de análise permite que a busca de imagens por similaridade em bancos de dados, como exames de Rx e tomografias, por exemplo, gere resultados mais próximos das análises realizadas pelos especialistas humanos (no caso, os radiologistas).
Segundo o professor Joaquim Cezar Felipe, um dos autores da pesquisa, a forma mais tradicional de busca de imagens médicas em bases de dados é feita por intermédio do identificador do paciente ou dos exames realizados pelo mesmo, que podem conter dezenas ou centenas de imagens.
Este tipo de busca não permite que a análise e a avaliação de casos e diagnósticos semelhantes sejam realizadas diretamente com base na similaridade entre as imagens.
Matemática médica
Os sistemas de recuperação de imagens baseados na similaridade de seu conteúdo realizam comparações diretas entre as imagens do banco, porém apresentam, muitas vezes, discrepâncias entre os seus resultados e aqueles obtidos na análise visual feita pelos radiologistas.
"O que fizemos foi estabelecer um ferramental matemático, um novo conjunto de funções de distância, que permite comparar imagens a partir da representação das mesmas nos sistemas de recuperação por conteúdo, usando vetores numéricos relacionados a determinadas características intrínsecas, tais como textura, formato e cor. Uma vez obtidos os vetores de características das imagens, as funções de distância são usadas para medir a similaridade entre as mesmas a partir da comparação matemática entre esses vetores", explica o professor.
Esses vetores de características, continua ele, "são tratados como se fossem pontos localizados no espaço cartesiano. A distância entre eles acaba determinando o grau de dissimilaridade entre as imagens, ou seja, quanto mais próximos esses pontos mais similares são as imagens que eles representam."
Busca de imagens médicas
O pesquisador acrescenta que "existem várias formulações matemáticas que podem ser usadas para medir distâncias, sendo que a mais tradicional das funções é a Euclidiana." Ela define a distância entre dois pontos pelo comprimento do segmento de reta que os une. "Nossa proposta consistiu na definição de uma nova família de funções de distância que podem ser ajustadas a diferentes contextos de aplicação, de forma a gerar resultados perceptualmente mais próximos do que os médicos especialistas esperam obter ao realizar uma busca por similaridade, ou seja, mais próximos das buscas realizadas por eles de forma manual."
Felipe apresentou uma opção para que, nos sistemas de busca, o usuário possa ter uma forma parecida com a avaliação que ele faz quando busca uma imagem por similaridade. "Normalmente os bancos de imagens contêm grande volume e torna-se humanamente impossível essa busca de forma manual. Por isso, desenvolvemos essa família de funções que comparam as imagens a partir de uma referência e que podem ser aplicadas em sistemas de auxílio de diagnóstico. A ideia é apoiar e facilitar o trabalho do especialista, funcionando como uma segunda opinião."
Google da Medicina
Para validar o seu trabalho, os pesquisadores contaram com a participação de um grupo de radiologias que, a partir de uma imagem de referência, avaliaram e classificaram o grau de semelhança de algumas dezenas de outras imagens.
Paralelamente, a mesma classificação de similaridade foi realizada, utilizando um aplicativo computacional, as funções de distância já existentes e aquelas criadas pelos pesquisadores. "A conclusão foi que, com o ajuste dos parâmetros que compõem a nova família de distâncias, foi possível definir uma função específica que se mostrou mais próxima da percepção dos radiologistas do que aquelas tradicionalmente utilizadas", diz Felipe.
Algoritmos
O artigo Uma nova família de funções de distância para recuperação perceptual de imagens médicas baseada em similaridade, que traz esses resultados, foi publicado no Journal of Digital Imaging, da Society for Imaging Informatics in Medicine. Os editores da publicação o escolheram como o melhor artigo das edições do Journal em 2009.
Para o pesquisador, o artigo é o resultado de um estudo de cinco anos que buscou aproximar a precisão dos algoritmos computacionais, que recuperam imagens por similaridade, das subjetivas técnicas comparativas que o médico utiliza quando analisa imagens. "Trabalhamos na tentativa de reduzir o hiato semântico dos diferentes contextos de análise de imagens, por meio da aproximação com o que o usuário faz, considerando diferentes ambientes e situações específicas, o que aumenta a precisão dos algoritmos na busca baseada em similaridade."
O trabalho foi feito por cientistas da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) e do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação de São Carlos, com apoio do Centro de Ciências das Imagens do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto.
A nova ferramenta de análise permite que a busca de imagens por similaridade em bancos de dados, como exames de Rx e tomografias, por exemplo, gere resultados mais próximos das análises realizadas pelos especialistas humanos (no caso, os radiologistas).
Segundo o professor Joaquim Cezar Felipe, um dos autores da pesquisa, a forma mais tradicional de busca de imagens médicas em bases de dados é feita por intermédio do identificador do paciente ou dos exames realizados pelo mesmo, que podem conter dezenas ou centenas de imagens.
Este tipo de busca não permite que a análise e a avaliação de casos e diagnósticos semelhantes sejam realizadas diretamente com base na similaridade entre as imagens.
Matemática médica
Os sistemas de recuperação de imagens baseados na similaridade de seu conteúdo realizam comparações diretas entre as imagens do banco, porém apresentam, muitas vezes, discrepâncias entre os seus resultados e aqueles obtidos na análise visual feita pelos radiologistas.
"O que fizemos foi estabelecer um ferramental matemático, um novo conjunto de funções de distância, que permite comparar imagens a partir da representação das mesmas nos sistemas de recuperação por conteúdo, usando vetores numéricos relacionados a determinadas características intrínsecas, tais como textura, formato e cor. Uma vez obtidos os vetores de características das imagens, as funções de distância são usadas para medir a similaridade entre as mesmas a partir da comparação matemática entre esses vetores", explica o professor.
Esses vetores de características, continua ele, "são tratados como se fossem pontos localizados no espaço cartesiano. A distância entre eles acaba determinando o grau de dissimilaridade entre as imagens, ou seja, quanto mais próximos esses pontos mais similares são as imagens que eles representam."
Busca de imagens médicas
O pesquisador acrescenta que "existem várias formulações matemáticas que podem ser usadas para medir distâncias, sendo que a mais tradicional das funções é a Euclidiana." Ela define a distância entre dois pontos pelo comprimento do segmento de reta que os une. "Nossa proposta consistiu na definição de uma nova família de funções de distância que podem ser ajustadas a diferentes contextos de aplicação, de forma a gerar resultados perceptualmente mais próximos do que os médicos especialistas esperam obter ao realizar uma busca por similaridade, ou seja, mais próximos das buscas realizadas por eles de forma manual."
Felipe apresentou uma opção para que, nos sistemas de busca, o usuário possa ter uma forma parecida com a avaliação que ele faz quando busca uma imagem por similaridade. "Normalmente os bancos de imagens contêm grande volume e torna-se humanamente impossível essa busca de forma manual. Por isso, desenvolvemos essa família de funções que comparam as imagens a partir de uma referência e que podem ser aplicadas em sistemas de auxílio de diagnóstico. A ideia é apoiar e facilitar o trabalho do especialista, funcionando como uma segunda opinião."
Google da Medicina
Para validar o seu trabalho, os pesquisadores contaram com a participação de um grupo de radiologias que, a partir de uma imagem de referência, avaliaram e classificaram o grau de semelhança de algumas dezenas de outras imagens.
Paralelamente, a mesma classificação de similaridade foi realizada, utilizando um aplicativo computacional, as funções de distância já existentes e aquelas criadas pelos pesquisadores. "A conclusão foi que, com o ajuste dos parâmetros que compõem a nova família de distâncias, foi possível definir uma função específica que se mostrou mais próxima da percepção dos radiologistas do que aquelas tradicionalmente utilizadas", diz Felipe.
Algoritmos
O artigo Uma nova família de funções de distância para recuperação perceptual de imagens médicas baseada em similaridade, que traz esses resultados, foi publicado no Journal of Digital Imaging, da Society for Imaging Informatics in Medicine. Os editores da publicação o escolheram como o melhor artigo das edições do Journal em 2009.
Para o pesquisador, o artigo é o resultado de um estudo de cinco anos que buscou aproximar a precisão dos algoritmos computacionais, que recuperam imagens por similaridade, das subjetivas técnicas comparativas que o médico utiliza quando analisa imagens. "Trabalhamos na tentativa de reduzir o hiato semântico dos diferentes contextos de análise de imagens, por meio da aproximação com o que o usuário faz, considerando diferentes ambientes e situações específicas, o que aumenta a precisão dos algoritmos na busca baseada em similaridade."
O trabalho foi feito por cientistas da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) e do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação de São Carlos, com apoio do Centro de Ciências das Imagens do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto.
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