AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Iarosz, Kelly Cristiane
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
Texto Completo: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/901
Resumo: In this thesis we considered cellular automaton model with time delay. Time delay included in this model reflects the delay between the time in which the site is affected and the time in which its variable is updated. Firstly, we studied the growth of cancer considering the infiltration of cancer cells in normal tissues. It was used a simple cellular automaton that models a biological system, which is classified in spatio-temporal classes using the Hamming distance as a form of diagnosis. With this diagnosis it was possible to observe the suppression of cancerous cells, varying the system parameters. We also studied the relation between the time delay in the cell cycle and the time to start the metastasis, using suitable numerical diagnostics. Moreover, we study the firing rate properties of a cellular automaton model for a neuronal network with chemical synapses. We propose a simple mechanism in which the nonlocal connections are included, through electrical and chemical synapses. In the latter case, we introduce a time delay which produces selfsustained activity. Nonlocal connections, or shortcuts, are randomly introduced according to a specified connection probability. There is a range of connection probabilities for which neuron firing occurs, as well as a critical probability for which the firing ceases in the absence of time delay. The critical probability for nonlocal shortcuts depends on the network size according to a power-law. We also compute the firing rate amplification factor by varying both the connection probability and the time delay for different network sizes. A issue that would be interesting to explore in future works is the influence of cancerous cells on the firing rate in a neuronal network considering cellular automaton.
id UEPG_7e2ee71409340c0e079912483c75177f
oai_identifier_str oai:tede2.uepg.br:prefix/901
network_acronym_str UEPG
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
repository_id_str
spelling Batista, Antonio MarcosCPF:88200051900http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4705323T1Viana, Ricardo LuizCPF:54502659991http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785888H6Lopes, Sérgio RobertoCPF:64874435904http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782374A0Szezech Júnior, José DaniloCPF:03264806924http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4733989P1Gomes, Adriano Doff SottaCPF:87650037991http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4775388H8Saab, Sérgio da CostaCPF:40886700191http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727955P9CPF:03362276989http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4771331P6Iarosz, Kelly Cristiane2017-07-21T19:26:04Z2013-03-062017-07-21T19:26:04Z2013-02-22IAROSZ, Kelly Cristiane. AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA. 2013. 85 f. Tese (Doutorado em Fisica) - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Ponta Grossa, 2013.http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/901In this thesis we considered cellular automaton model with time delay. Time delay included in this model reflects the delay between the time in which the site is affected and the time in which its variable is updated. Firstly, we studied the growth of cancer considering the infiltration of cancer cells in normal tissues. It was used a simple cellular automaton that models a biological system, which is classified in spatio-temporal classes using the Hamming distance as a form of diagnosis. With this diagnosis it was possible to observe the suppression of cancerous cells, varying the system parameters. We also studied the relation between the time delay in the cell cycle and the time to start the metastasis, using suitable numerical diagnostics. Moreover, we study the firing rate properties of a cellular automaton model for a neuronal network with chemical synapses. We propose a simple mechanism in which the nonlocal connections are included, through electrical and chemical synapses. In the latter case, we introduce a time delay which produces selfsustained activity. Nonlocal connections, or shortcuts, are randomly introduced according to a specified connection probability. There is a range of connection probabilities for which neuron firing occurs, as well as a critical probability for which the firing ceases in the absence of time delay. The critical probability for nonlocal shortcuts depends on the network size according to a power-law. We also compute the firing rate amplification factor by varying both the connection probability and the time delay for different network sizes. A issue that would be interesting to explore in future works is the influence of cancerous cells on the firing rate in a neuronal network considering cellular automaton.Nesta tese apresenta-se um modelo de autômato celular onde insere-se um tempo de atraso, representado pelo intervalo entre o momento em que a célula é afetada e o tempo em que sua variável de estado é atualizada. Estudou-se a Proliferação de células canceríıgenas, considerando-se sua metástase para tecidos normais. Com um autômato celular simples modelou-se o sistema biológico, atribuindo a esses classes espaço temporais utilizando-se a distância de Hamming como forma de diagnóstico. Por meio do diagnóstico observou-se a supressão de células cancerígenas quando os parâmetros do sistema são variados. Posteriormente, estudou-se a relação existente entre o tempo de atraso no ciclo celular e o tempo para que a met´astase ocorra. Além dos pontos citados acima, ainda apresenta-se nesta tese o estudo da taxa de disparos de uma rede neuronal com sinapses elétricas equímicas, modeladas por um autômato celular. Propõe-se um mecanismo simples, onde conexões não-locais são inclusas na rede aleatóriamente com probabilidade especificada no modelo. Um tempo de atraso ´e inserido no modelo, desta forma, produz-se a atividade autosustentável, verifica-se uma gama de probabilidades de conexão com as quais os disparos neuronais podem ocorrer, bem como uma probabilidade crítica de conexões não locais para que os disparos venham cessar na ausência do tempo de atraso. Essa probabilidade crítica depende do tamanho da rede e segue uma lei de potência. Calculou-se também o fator de amplificação da taxa de disparos, variando a probabilidade de conexões e o tempo de atraso para tamanhos diferentes de rede. Por fim apresenta-se alguns pontos sobre a influência de células cancerígenas na taxa de disparos em uma rede neuronal.Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kelly Cristiane Iarosz.pdf: 12762091 bytes, checksum: 098f86a58a73585913aa53aff950b6e2 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paranáapplication/pdfporUNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSAPrograma de Pós-Graduação em CiênciasUEPGBRFisicaAutômato celularcâncerneurôniosCelular automatacancerneuronCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAAUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICAinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPGinstname:Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)instacron:UEPGORIGINALKelly Cristiane Iarosz.pdfapplication/pdf12762091http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/901/1/Kelly%20Cristiane%20Iarosz.pdf098f86a58a73585913aa53aff950b6e2MD51prefix/9012017-07-21 16:26:04.129oai:tede2.uepg.br:prefix/901Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tede2.uepg.br/jspui/PUBhttp://tede2.uepg.br/oai/requestbicen@uepg.br||mv_fidelis@yahoo.com.bropendoar:2017-07-21T19:26:04Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG - Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)false
dc.title.por.fl_str_mv AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA
title AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA
spellingShingle AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA
Iarosz, Kelly Cristiane
Autômato celular
câncer
neurônios
Celular automata
cancer
neuron
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
title_short AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA
title_full AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA
title_fullStr AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA
title_full_unstemmed AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA
title_sort AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA
author Iarosz, Kelly Cristiane
author_facet Iarosz, Kelly Cristiane
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Batista, Antonio Marcos
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv CPF:88200051900
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4705323T1
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Viana, Ricardo Luiz
dc.contributor.referee1ID.fl_str_mv CPF:54502659991
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785888H6
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Lopes, Sérgio Roberto
dc.contributor.referee2ID.fl_str_mv CPF:64874435904
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782374A0
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Szezech Júnior, José Danilo
dc.contributor.referee3ID.fl_str_mv CPF:03264806924
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4733989P1
dc.contributor.referee4.fl_str_mv Gomes, Adriano Doff Sotta
dc.contributor.referee4ID.fl_str_mv CPF:87650037991
dc.contributor.referee4Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4775388H8
dc.contributor.referee5.fl_str_mv Saab, Sérgio da Costa
dc.contributor.referee5ID.fl_str_mv CPF:40886700191
dc.contributor.referee5Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727955P9
dc.contributor.authorID.fl_str_mv CPF:03362276989
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4771331P6
dc.contributor.author.fl_str_mv Iarosz, Kelly Cristiane
contributor_str_mv Batista, Antonio Marcos
Viana, Ricardo Luiz
Lopes, Sérgio Roberto
Szezech Júnior, José Danilo
Gomes, Adriano Doff Sotta
Saab, Sérgio da Costa
dc.subject.por.fl_str_mv Autômato celular
câncer
neurônios
topic Autômato celular
câncer
neurônios
Celular automata
cancer
neuron
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Celular automata
cancer
neuron
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
description In this thesis we considered cellular automaton model with time delay. Time delay included in this model reflects the delay between the time in which the site is affected and the time in which its variable is updated. Firstly, we studied the growth of cancer considering the infiltration of cancer cells in normal tissues. It was used a simple cellular automaton that models a biological system, which is classified in spatio-temporal classes using the Hamming distance as a form of diagnosis. With this diagnosis it was possible to observe the suppression of cancerous cells, varying the system parameters. We also studied the relation between the time delay in the cell cycle and the time to start the metastasis, using suitable numerical diagnostics. Moreover, we study the firing rate properties of a cellular automaton model for a neuronal network with chemical synapses. We propose a simple mechanism in which the nonlocal connections are included, through electrical and chemical synapses. In the latter case, we introduce a time delay which produces selfsustained activity. Nonlocal connections, or shortcuts, are randomly introduced according to a specified connection probability. There is a range of connection probabilities for which neuron firing occurs, as well as a critical probability for which the firing ceases in the absence of time delay. The critical probability for nonlocal shortcuts depends on the network size according to a power-law. We also compute the firing rate amplification factor by varying both the connection probability and the time delay for different network sizes. A issue that would be interesting to explore in future works is the influence of cancerous cells on the firing rate in a neuronal network considering cellular automaton.
publishDate 2013
dc.date.available.fl_str_mv 2013-03-06
2017-07-21T19:26:04Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2013-02-22
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2017-07-21T19:26:04Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv IAROSZ, Kelly Cristiane. AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA. 2013. 85 f. Tese (Doutorado em Fisica) - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Ponta Grossa, 2013.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/901
identifier_str_mv IAROSZ, Kelly Cristiane. AUTÔMATOS CELULARES EM BIOFÍSICA. 2013. 85 f. Tese (Doutorado em Fisica) - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Ponta Grossa, 2013.
url http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/901
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciências
dc.publisher.initials.fl_str_mv UEPG
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Fisica
publisher.none.fl_str_mv UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
instname:Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)
instacron:UEPG
instname_str Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)
instacron_str UEPG
institution UEPG
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
bitstream.url.fl_str_mv http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/901/1/Kelly%20Cristiane%20Iarosz.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 098f86a58a73585913aa53aff950b6e2
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG - Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)
repository.mail.fl_str_mv bicen@uepg.br||mv_fidelis@yahoo.com.br
_version_ 1809460451877060608