Opinião

A 10 do 10?

Dia da Biologia Matemática

O maior acontecimento do Ano da Biologia Matemática 2018 ocorreu em Ciências ULisboa de 23 a 27 de julho

Ciências ULisboa

José Francisco Rodrigues
Fonte Ciências ULisboa

Decorre este ano o Ano da Biologia Matemática 2018, uma iniciativa da Sociedade Europeia de Matemática (EMS) em conjunto com a Sociedade Europeia de Biologia Teórica e Matemática (ESMTB), e têm acontecido este ano na Europa um elevado número de iniciativas científicas para celebrar o extraordinário progresso das aplicações matemáticas na Biologia, cujo vértex desta influência mútua ainda está por acontecer.

Em Portugal, que já em 2009, no bicentenário de Charles Darwin, havia acolhido o encontro "The Mathematics of Darwin's Legacy", numa organização do Centro Internacional de Matemática em colaboração com a ESMTB e o apoio da Fundação Calouste Gulbenkian, decorreu o principal acontecimento do Ano da Biologia Matemática 2018, a “11th European Conference on Mathematical and Theoretical Biology”, realizada na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa), de 23 a 27 de julho, pela Sociedade Portuguesa de Matemática, com o apoio do Centro de Matemática, Aplicações Fundamentais e Investigação Operacional (CMAFcIO) de Ciências ULisboa.

Se, histórica e atualmente, o progresso da compreensão de vários processos biológicos trouxe à Matemática, incluindo a Estatística, novos problemas e conceitos, não é menos verdade que o rigor dos métodos matemáticos tem e continuará a desempenhar um contributo admirável para avaliar ou afastar hipóteses feitas por biólogos, neurocientistas e outros investigadores em Medicina.

Podemos considerar que o início da interação profícua entre a Matemática e a Biologia se iniciou em meados do século XVIII, em particular com a descrição do crescimento exponencial das populações pelo matemático Leonard Euler, cinquenta anos antes de Malthus! As questões quantitativas da mortalidade e da esperança de vida do género humano, um tema central das Ciências Atuariais das pensões e seguros, que começaram a ser tabeladas ainda em seiscentos e motivaram uma notável memória de Euler apresentada à Academia de Ciências de Berlim em 1760, foram móbiles para o desenvolvimento da teoria das probabilidades e de métodos estatísticos. Por outro lado, nesse mesmo ano, Daniel Bernoulli apresentou à Academia de Ciências de Paris um primeiro modelo diferencial para analisar a propagação da varíola e defender as vantagens da inoculação para a prevenir, que foi um trabalho pioneiro na aplicação das equações diferenciais à variação das populações e foi considerado, numa carta à Nature de 2000, que Bernoulli was ahead of modern epidemiology.

Hoje em dia, o domínio da Biomatemática é vastíssimo e vai muito além da dinâmica das populações, da ecologia teórica à epidemiologia médica, da genética à virologia, da formação de padrões às redes neuronais, da bioestatística à análise proteómica, da biomecânica à fisiologia animal, etc.. Se existem áreas da Matemática com maiores relações com a Biologia, nomeadamente, na modelação matemática e numérica, incluindo os sistemas dinâmicos, as equações com derivadas parciais, os processos estocásticos e a estatística, novas interações estão a surgir na geometria e na topologia, no tratamento de dados e nas relações com machine learning ou álgebra computacional.

Por exemplo, no encontro kick-off do ano da Biologia Matemática, realizado na Finlândia a 4 e 5 de janeiro de 2018, uma das conferências plenárias de Benoît Perthame, da Universidade de Paris-Sorbone, abordou as ligações entre dois tipos de modelos matemáticos para o crescimento de tumores: a descrição “microscópica” ou “compressível”, à escala da densidade da população celular e uma descrição mais macroscópica ou “incompressível”, que é baseada num problema com fronteira livre do tipo da equação clássica de Hele-Shaw, um modelo bidimensional bem conhecido para escoamento de fluidos entre duas placas paralelas.

Outro exemplo atual decorreu do projeto multidisciplinar europeu “DENFREE: flying towards the efficient control of dengue”, iniciado em 2012 e coordenado pelo Instituto Pasteur, o qual teve participação portuguesa, em particular de biomatemáticos do Centro de Matemática e Aplicações Fundamentais da Universidade de Lisboa. Um dos seus objetivos constituiu na elaboração de modelos preditivos para combater a epidemia do vírus do dengue, baseados na dinâmica computacional não-linear combinada com a análise estatística de dados sobre a vacinação a nível mundial, que permitiram conclusões relevantes e contribuíram para uma melhor administração da Denvaxia, uma vacina do dengue recomendada pelo WHO Strategic Advisory Group of Experts (SAGE) e que levou a multinacional Sanofi-Pasteur, produtora daquela vacina,  a alterar a recomendação de vacinação apenas para as pessoas seropositivas com um ano de atraso face à predição do modelo do DENFREE, o que foi criticado por dois daqueles investigadores numa carta de 21-12-2017, publicada na revista THE LANCET Infectious Diseases.

Se este conceito "10 do 10", cujo logo invoca a morfogénese humana, faz todo o sentido, esta celebração a 10 de outubro de 2018 merecerá ter continuidade anual e não poderemos ficar indiferentes ao que pode vir a ser o primeiro Dia da Biologia Matemática.


Fonte EMS

 

José Francisco Rodrigues, professor do Departamento de Matemática e investigador do CMAFcIO de Ciências ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt

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