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Www.cours.polymtl.ca/ind6406 1/22/2014 ergonet. www.egc.ufsc.brwww.egc.ufsc.br 22/1/2014© A CÉLULA COMPUTACIONAL Existe relação entre BIOLOGIA e INFORMÁTICA,

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2 22/1/2014© A CÉLULA COMPUTACIONAL Existe relação entre BIOLOGIA e INFORMÁTICA, entre VIDA e COMPUTAÇÃO. Tenho certeza de que na interfacxe entre essas disicplinas grandes descobertas estão à espera de quem procura por elas. (Leonardo Adleman)

3 22/1/2014© Estudo da forma como CÉLULAS usam as informações contidas nos genes

4 22/1/2014© Mudanças quanto ao estudo das células

5 22/1/2014© 1)O DNA de uma célula contém informações suficientes não só para fabricar um ser humano, como também para manter um ser humano funcionando durante toda a vida 2)O DNA é uma molécula especializada em armazenar informações. 3)Em termos computacionais, o DNA desempenha o papel de um disco rígido, armazenando informações de forma permanente.

6 22/1/2014© INFORMAÇÃO e EVOLUÇÃO 1)Ciência Biológica 2)Ciência Física 3)Informação e Vida eram uma combinação natural

7 22/1/2014© A VIDA COMO UMA COMPUTAÇÃO Laura Landweber Artigos com assuntos interessantes e originais Com uma perfeita combinação entre – PENSAMENTO CRITATIVO e RIGOR MATEMÁTICO

8 1/22/2014 ergonet A PRÓPRIA BIOLOGIA É UMA COMPUTAÇÃO

9 22/1/2014© A evolução tem tempo suficiente para computar soluções para problemas de todos os tipos – não só vida, o universo e tudo mais, mas também a melhor estratégia de sobrevivência ou a melhor abordagem para a reprodução de uma espécie, coisas assim.

10 22/1/2014© É uma forma de deixar os algoritmos lutarem uns com os outros e considerar vitorioso o algoritmo que produza as soluções de forma mais rápida ou mais eficiente.

11 22/1/2014© O ponto principal é que apenas 5% das seqüências conhecidas de DNA do nosso genoma codificam proteínas; os outros 95% ainda são um mistério, lembra Laura

12 22/1/2014© Os CILIADOS eliminam o DNA residual, ou seja, os 95% e todo o investimento em pesquisa está em cima desse residual; Os Ciliados fazem essa divisão, computando, pois possuem dois núcleos ao invés de um; 1 deles contém o DNA completo, com resíduo e tudo com um formato de uma fita perfurada, o DNA esticado ao longo de cromossomos

13 22/1/2014© No outro Núcleo são depositados 2% desse total e é extraída a Proteína. Essa separação comparando ao sistema computacional, seria como a DESFRAGMENTAÇÃO

14 22/1/2014© O processo através do qual estes bits de informação são reunidos novamente pode ser considerado um processo computacional, assim como o processo através do qual os cililiados reúnem os segmentos para transformá-los emm um gene completo também pode ser considerado um PROCESSO COMPUTACIONAL

15 22/1/2014© Assim como o conteúdo exato da memória RAM de um computador varia durante a execução de um programa, o estado exato das proteínas de uma célula varia de modo a refletir a reação da célula a estímulos externos.

16 22/1/2014© O efeito do ambiente sobre as concentrações e atividades de milhares de proteínas em uma célula é de fato um armazenamento na memória da célula, semelhante ao armazenamento de bits na memória principal de um computador. (Dennis Bray da Universidade de Cambridge)

17 22/1/2014© Os computadores recebem informações e as transformam em sinais que controlam algum tipo de comportamento da tela do monitor, mas pode ser também o comportamento de um aparelho controlado pelo computador, como o forno de microondas ou um air bag.

18 22/1/2014© As células fazem a mesma coisa: recebem informações do mundo exterior e produzem uma resposta química que controla o seu comportamento. Em outras palavras, as células regulam seu metabolismo não só pela troca de energia entre moléculas – isto é, através de reações químicas – mas também por um sofisticado sistema de processamento de informação.

19 22/1/2014© Não é possível substituir um coração doente por um Pentium. Entretanto, conhecendo a forma como a informação ´pe processada pelas células, os médicos podem desenvolver melhores estratégias biológicas para resolver problemas específicos, como o funcionamento inadequado do sitema beta-adrenérgico. Um exemplo é a insuficiência cardíaca congestiva. Graças ao sistema de processamento dos receptores beta-adrenérgicos, o corpo envia mais adrenalina para um coração doente. Os médicos também podem injetar adrenalina ou drogas em um coração doente para melhorar seu desempenho

20 22/1/2014© Em sentido biológico profundo, computador é tão essencial para a vida como comer e respirar.

21 22/1/2014© Existe, naturalmente, um exemplo ainda mais óbvio de computação na biologia... O CÉREBRO

22 22/1/2014© Seria um absurdo falar de processamento da informação na biologia sem discutir o melhor processamento de informação que existe!

23 22/1/2014© Os sistemas nervosos...são eles próprios computadores naturais – orgânicos na estrutura, analógica na forma de representar a informação e paralelos na arquitetura de processamento. Representam aspectos e relações do mundo real e permitem que um animal se adapte as circunstâncias. São um tipo de computador cujo modus operandi ainda não conhecemos. (Patricia Sejnowiski)

24 22/1/2014© O CÉREBRO não é uma máquina de circuitos fixos, mas uma fábrica sofisticada e flexível de produtos químicos, que constantemente se reorganizará a luz de novas experiências.

25 22/1/2014© Contrariamente à idéia de uma mesa telefônica digital, fixa, imutável, estamos começando a apreciar a extraordinária flexibilidade do CÉREBRO. (Ira Black)

26 22/1/2014© A neurociência computacional tem uma espécie de dupla personalidade: 1.De um lado, as idéias computacionais podem ajudar os cientistas a compreender o modo como os neurônios do cérebro associam para criar pensamento e comportamento. 2.De outro, a compreensão do modo como o cérebro computa pode ajudar os cientistas de computação a projetar melhores computadores.

27 22/1/2014© Basicamente, o campo é... COMPUTACIONAL

28 22/1/2014© 1.No uso de computadores para simular neurônios 2.No uso desses modelos para estudar o modo como os neurônios computam.

29 22/1/2014© REDES NEURAIS Conjuntos de neurônios artificiais interligados para formar redes complexas (muitas vezes, essas redes não são realmente construídas, mas apenas simuladas em computador)

30 22/1/2014© As REDES NEURAIS se Baseiam em uma idéia simplificada do modo como o cérebro funciona. As REDES NEURAIS podem ser úteis em algumas aplicações práticas, mas pouco têm a ver com o funcionamento do cérebro. Simulações de neurônios pelos NEUROCIENTISTAS.

31 22/1/2014© As pessoas não pensam como os computadores computam...

32 22/1/2014© O PENSAMENTO AINDA É UM GRANDE MISTÉRIO PARA A CIÊNCIA!!!

33 22/1/2014© O COMPUTADOR NÃO COMPREENDE O QUE ESTÁ FAZENDO!

34 22/1/2014© O pensamento, como os computadores, lida com informações e portanto envolve a manipulação dos símbolos que representam essas informações. Isso significa que o pensamento é computacional e não dinâmico. O pensamento, de forma geral, a consciência, é simplesmente o resultado do movimento da matéria ou ´´e de representar e manipular a informação?

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