Segunda, 10 Julho 2017 15:27

Vamos jogar?

Uso de games e de recursos oferecidos pelo desenvolvimento de tecnologias virtuais incrementa as possibilidades do aprendizado

Valquíria Carnaúba

Mesa com dados, cartas, QR code, controle de videogame

"Help me, Obi-Wan Kenobi. You're my only hope”. A mensagem holográfica da princesa Leia, projetada de dentro do robô R2-D2, na garagem de Luke Skywalker, dava início a uma franquia de ficção científica de enorme sucesso até os dias de hoje, mas, para os mais atentos, foi também uma das primeiras e mais importantes experiências cinematográficas responsáveis pela popularização da Realidade Aumentada (RA). Quarenta anos após o lançamento, Paula Carolei, coordenadora e docente do curso de Design Educacional do Núcleo da Universidade Aberta do Brasil da Unifesp (UAB/Unifesp), vislumbra diversas possibilidades de aplicação da RA na educação.

No artigo Gamificação Aumentada - Explorando a Realidade Aumentada em Atividades Lúdicas de Aprendizagem, publicado em 2014 junto a Romero Tori, da Universidade de São Paulo (USP), Paula defende que a tecnologia possui enorme potencial, especialmente se aplicada on-line e na modalidade blended learning – quando o curso, apesar de ministrado à distância, inclui encontros presenciais. “A proposta de trabalhar com gamificação consiste em pensar em atividades educacionais que explorem as possibilidades físicas, sociais, emocionais e simbólicas desse ambiente híbrido”, explica.

A força que a RA demonstra fundamenta-se em experiências bem-sucedidas da década de 1960, época em que o pesquisador estadunidense Ivan Sutherland prestou duas contribuições à área: um artigo sobre a evolução da realidade virtual e seus reflexos no mundo real e a construção de um capacete de visão ótica direta rastreado para visualização de objetos 3D no ambiente real. Suas aplicações são variadas, passando pela medicina, indústria e marketing, mas, sem dúvida, a parte mais visível desse “iceberg” de possibilidades é a indústria de entretenimento.

As empresas desenvolvedoras de games e consoles foram certamente as que mais popularizaram a aplicação da tecnologia. Paula justifica o fenômeno. “A linguagem dos games emergiu e evoluiu como expressão de uma característica inata do ser humano, que é o prazer e a motivação pela experimentação, pela vivência, pela imaginação, pelo desejo de se transportar para outros tempos e espaços”. Por isso, a professora da Unifesp engrossa a lista de pesquisadores que entendem que tanto a RA como a linguagem dos games podem se unir para finalidades pedagógicas, potencializando a absorção de conteúdos.

Novos games abrem mais espaços de interação

O uso dos games na educação não é recente. Entretanto, segundo Paula e Tori, os jogos educacionais costumam ser menos vivenciais e acabam, por uma fixação de apresentação do conteúdo, preservando o paradigma da instrução. “Muitos desses games não passam de atividades reativas com algumas distrações estéticas”.

Era preciso inovar, e a aposta dos pesquisadores foi a Realidade Aumentada. Definida como a mistura de elementos do mundo real com conteúdos sintéticos interativos, gerados em tempo real a partir de dados digitais virtuais, a RA envolve elementos como espaços urbanos e narrativas, tornando o processo de aprendizagem uma constante sucessão mista de imersão e emersão. “As narrativas, apesar de ficcionais, provocam uma reflexão sobre a realidade e novas formas de exploração do corpo no espaço”, explica Paula.

Em geral usa-se RA em games pervasivos, ou seja, jogos que promovem o encontro entre ambientes físicos e mídias digitais. Dentro desse gênero, enquadram-se diversas camadas de informações possíveis, como instrução para uma tarefa, atividade ou desafio, sobreposição de dados para comparação, informação alternativa (criação de camada com o conteúdo em outra linguagem para pessoas com algum tipo de limitação ou mesmo preferências diversas de canal de acesso), além de explicação sobre obras estéticas dadas pelo próprio artista e narrativas factuais de personagens reais (bastante comum em museus, por exemplo). A pesquisadora arrisca em metodologias dedutivas, que estimulam a postura investigativa e fazem das camadas de informação pistas para um aprofundamento das questões contextuais que envolvem tanto a arte e o patrimônio histórico quanto a história dos conceitos científicos.

Paula Carolei cita um exemplo de uso tecnológico desse conceito: associar um marcador que pode ser tanto um QRcode como uma imagem a uma camada de informação em um formato de texto, imagem, vídeo, modelo 3D e URL, que pode ser acrescida de uma indicação de geolocalização, com a descrição do que deve ser feito na atividade ou com uma provocação para um desafio. 

Sua conclusão é que a realidade aumentada pode criar diversas propostas de interação, ampliando tanto a imersão na história proposta como a diversão. “Apoiada por um bom roteiro, o uso de RA pode ampliar seu potencial representativo e criar apoio a ações investigativas que estimulem, além da descrição e da sensação, propostas que provoquem tanto empatia como alteridade, que despertem elementos imaginários, proporcionando encontros, trocas, criações colaborativas e problematização mais complexas e menos reativas e imediatas”, conclui a pesquisadora.

Três fotos, uma delas mostra um tabuleiro e duas delas mostram jovens

Atividade denominada Mistério da Criatividade, desenvolvida por Paula Carolei durante o 1° Festival de Invenção e Criatividade (FIC/2017), realizado na Universidade de São Paulo (USP). Ação envolveu o uso de recursos de RA, como QRCodes, em jogos de tabuleiro

Gamificação: uma estratégia pedagógica

Para Paula, quando se fala em gamificação na educação, trata-se de um tipo de estratégia pedagógica que utiliza os princípios e mecânicas dos games, que consistem muito mais na capacidade de fazer com que o jogador/aluno se envolva em uma atividade proposta do que na construção de um jogo por meio da linguagem de programação. Tal estratégia seria construída com ações interdisciplinares, que podem envolver áreas como Pedagogia, Psicologia, Design, Design de Games e Tecnologia da Informação, visando à melhor experiência.

Sua escolha pela adoção da linguagem dos jogos inspira-se em Seymour Papert, um dos fundadores do Media lab do MIT e que destaca três formas de relação com o conhecimento: experimentação, instrução e criação. “Experimentar é a forma de aprendizagem mais natural, autodirigida por quem aprende, mas tem limites espaciais e temporais. As instituições formais de ensino, com seus modelos instrucionais, foram criadas para ensinar, além da experiência individual, o que a humanidade consolidou como cultura e ciência, mas o risco da instrução é a perda de autonomia na busca do conhecimento, impedindo a chegada ao terceiro estágio: a criação”, discorre a pesquisadora.

Para Paula, a estratégia da gamificação permite que as tecnologias façam da etapa instrucional um prolongamento da experimentação. “É possível fazer com que materiais e estratégias pedagógicas instrucionais sejam planejados como projetos ou ambientes nos quais os alunos possam explorar, vivenciar, experimentar, problematizar, formular hipóteses e criar formas de resolver esses problemas e, assim, aprender de forma mais criativa e escolher com maior consciência os seus caminhos”.

O planejamento da ação didática como experiência com contexto e significado é a principal contribuição de duas áreas centrais em seu estudo: o Design de Games e o Design de Experiência. “O Design de Games pauta-se por modelos, experimentação e complexidade, ou seja, pela experiência. Já a experiência em si é abordada pelo Design de Experiência, subárea do Design cujo desafio maior é entender como o usuário interage com as interfaces”, delimita.

A centralidade de ambas as áreas reflete a preocupação com as particularidades de cada indivíduo. "Mais importante que aplicar o conceito na educação é estabelecer coerência entre o que é demandado do jogador (jogabilidade) com a competência que quero estimular nele. Se pretendo desenvolver a liderança, não posso usar uma atividade reativa como quiz. Simular uma tomada de decisão, em um contexto amplo seria mais apropriado", finaliza.

Fotografia de Paula Carolei

Paula Carolei, coordenadora do curso de Design Educacional (UAB/Unifesp)

Exemplos de realidade aumentada

A aplicação de RA é ampla: passa pelo uso de marcadores fiduciais e gera a possibilidade de mostrar capas de livros em uma estante sem a necessidade de retirá-los de suas posições

Artigos relacionados:

BERNARDES JÚNIOR, João Luiz; TORI, Romero; NAKAMURA, Ricardo; CALIFE, Daniel; TOMOYOSE, Alexandre. Augmented reality games. In: LEINO, Olli; WIRMAN, Hanna; FERNANDEZ, Amyris. (Org.) Extending experiences: structure, analysis and design of computer game player experience. Rovaniemi: Lapland University Press, 2008, v.1, p. 228-246. Disponível em: < https://books.google.com.br/books?id=NcnkiykF__8C&printsec=frontcover&hl=ptBR&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false >. Acesso em: 22 mar. 2017.

CAROLEI, Paula; TORI, Romero. Gamificação aumentada: explorando a realidade aumentada em atividades lúdicas de aprendizagem. TECCOGS: Revista Digital de Tecnologias Cognitivas. v. 9, p.14 - 35, jan./jun. 2014. Disponível em: < http://www4.pucsp.br/pos/tidd/teccogs/artigos/2014/edicao_9/2-gamificacao_aumentada_realidade_aumentada_atividades_ludicas_aprendizagem-paula_carolei-romero_tori.pdf >. Acesso em: 22 mar. 2017.

CAROLEI, Paula; SCHLEMMER, Eliane. Alternate reality game in museum: a process to construct experiences and narratives in hybrid context. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON EDUCATION AND NEW LEARNING TECHNOLOGIES, 2015, Barcelona. Proceedings... Barcelona: Academic Press, 2015. p. 8037–8045. Disponível em: < https://www.academia.edu/14179332/ALTERNATE_REALITY_GAME_IN_MUSEUM_A_PROCESS_TO_CONSTRUCT_EXPERIENCES_AND_NARRATIVES_IN_HYBRID_CONTEXT >. Acesso em: 22 mar. 2017.

SCHLEMMER, Eliane. Gamificação em espaços de convivência híbridos e multimodais: design e cognição em discussão. Revista da FAEEBA - Educação e Contemporaneidade, Salvador, v. 23, n. 42, p. 73 – 89, jul./dez. 2014. Disponível em: < https://www.revistas.uneb.br/index.php/faeeba/article/view/1029 >. Acesso em: 22 mar. 2017.

CAROLEI, Paula; MUNHOZ, Gislaine; GAVASSA, Regina; FERRAZ, Luci. Gamificação como elemento de uma política pública de formação de professores: vivências mais imersivas e investigativas. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE JOGOS E ENTRETENIMENTO DIGITAL, 2016, São Paulo. Proceedings... São Paulo: SBC, 2016. p. 1253–1256. Disponível em: < http://www.sbgames.org/sbgames2016/downloads/anais/157758.pdf >. Acesso em: 22 mar. 2017.

Publicado em Edição 08
Imagem do Sporothrix brasiliensis

Leveduras do fungo Sporothrix brasiliensis, principal agente da esporotricose felina no Brasil. Foto obtida por microscopia eletrônica de varredura, com aumento de 27.000 vezes

Aumenta, a cada ano, o número de contaminados pela esporotricose, transmitida por mordidas e arranhões

Lu Sudré

Atividades como cultivar o jardim ou brincar com um gato de estimação podem causar problemas maiores do que imaginamos. A esporotricose é uma doença emergente provocada por fungos do gênero Sporothrix, e a cada ano tem crescido o número de humanos e felinos contaminados por esse agente patológico. Anderson Messias Rodrigues, pesquisador do Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia (DMIP) da Escola Paulista de Medicina (EPM/Unifesp) - Campus São Paulo e docente da disciplina de Biologia Celular, explica que os fungos vivem no solo e, a partir do momento em que o hospedeiro – no caso, um vertebrado de sangue quente (homem ou animal) – entra em contato com qualquer material contaminado, pode ocorrer a inoculação do fungo. 

“Na esporotricose, é necessário que haja um trauma prévio – um corte, por exemplo – e o fungo seja introduzido no tecido cutâneo e subcutâneo para que ocorra a manifestação das lesões, geralmente ulcerativas, purulentas e que demoram a cicatrizar”, afirma o pesquisador, autor da tese de doutorado Patógenos Emergentes no Gênero Sporothrix e a Evolução Global da Patogenicidade. Segundo dados da Vigilância Sanitária do Rio de Janeiro, que acompanha o aumento do número de casos no Estado, foram diagnosticados 3.253 gatos com esporotricose em 2015. Já em 2016, houve um acréscimo de 400% nesse número, tendo sido registrados, de acordo com a Secretaria Municipal de Saúde do Rio, 580 casos em humanos no mesmo período.

No gênero Sporothrix há um complexo de espécies de interesse clínico, reconhecidas como Sporothrix brasiliensis, Sporothrix schenckii, Sporothrix globosa e Sporothrix luriei, que não estão distribuídas da mesma forma no território nacional. Até o momento, o Sporothrix brasiliensis – que é recorrente e endêmico nas regiões Sul e Sudeste do país – não foi identificado na Europa e América do Norte. 

A transmissão da doença ocorre a partir do contato direto com o solo infectado, detritos vegetais e plantas que, manipuladas, podem ocasionar cortes na pele; ou a partir do contato com gatos, cujo organismo é mais vulnerável ao Sporothrix brasiliensis. 

“Um gato infectado pode transmitir o fungo para outro gato, e também para o ser humano, por meio de arranhadura e mordedura. No Rio de Janeiro, existem aproximadamente 13 mil felinos contaminados e apenas algumas centenas de cachorros na mesma condição. Isso demonstra que, de fato, os gatos são mais suscetíveis à infecção quando comparados a outros animais domésticos. Além disso, observa-se uma relação direta entre o aumento de casos em felinos e o aumento do diagnóstico da esporotricose nos seres humanos”, diz Rodrigues. “Por muito tempo a esporotricose foi considerada uma micose de cunho ocupacional, afetando jardineiros, floristas e agricultores, por exemplo. No Sudeste, entretanto, a doença passou a ser uma zoonose urbana porque muitas pessoas têm contato com gatos”, complementa.

Para Zoilo Pires de Camargo, docente do DMIP e orientador da tese, é difícil estimar a magnitude real da epidemia, uma vez que a esporotricose não é uma doença de notificação compulsória pelos órgãos de saúde pública. “A esporotricose humana ocorre em 14 Estados brasileiros, os quais representam as principais áreas endêmicas e formas clínicas da doença. De 1998 a 2015, houve um grande surto zoonótico. É imperativo que vias diferentes de transmissão sejam contempladas com políticas públicas diferentes para a contenção da epidemia. O recente aumento do número de casos de esporotricose justifica-se pelo descaso das autoridades competentes em conter a epidemia logo no início, levando a seu desenvolvimento desenfreado”, critica o orientador.

Anderson Messias Rodrigues

Anderson Messias Rodrigues, pesquisador e docente da disciplina de Biologia Celular (EPM/Unifesp)

Prateleira com várias tubos

Amostras do gênero Sporothrix no Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia (DMIP)

Ganhos da pesquisa 

Em sua tese de doutorado, Rodrigues buscou entender a epidemiologia do fungo, o que inclui as formas de dispersão no ambiente e o papel do hospedeiro mamífero na cadeia de transmissão da doença. A partir da análise de materiais enviados ao DMIP, o pesquisador fez caracterizações moleculares e identificou um fungo diferente dos demais – genética e morfologicamente. “Estudamos mais detidamente esse fungo e vimos que se tratava de uma espécie diferente, que não havia sido descrita até então. Como era uma amostra proveniente do Chile, de Viña del Mar, nós a batizamos de Sporothrix chilensis em homenagem a seu local de origem. Interessantemente esse fungo provocou um quadro atípico, que é a onicomicose, uma doença fúngica instalada nas unhas. Por enquanto, são pouquíssimos casos”, comenta o docente. 

Em relação ao diagnóstico molecular do fungo, foram descobertos novos marcadores genéticos capazes de efetuar a detecção do microrganismo sem a necessidade de isolá-lo, método que diminuiu o tempo para o diagnóstico da doença e, consequentemente, para o início do tratamento. “Normalmente o tempo entre o isolamento e a identificação do fungo é de sete a 21 dias. É um período muito grande para que o médico chegue à confirmação. Nós desenvolvemos marcadores moleculares específicos que reduzem o tempo de identificação do Sporothrix para algumas horas, o que pode ser útil no caso de epidemias, por exemplo. A partir do momento em que temos o fungo em mãos, conseguimos determinar a espécie de Sporothrix entre seis e oito horas. Isso tem implicações importantes porque, dependendo da espécie, pode-se mudar o antifúngico utilizado para tratar o paciente”, explica Rodrigues. 

A pesquisa em questão, ganhadora em 2016 do Prêmio Capes de Tese, do Prêmio Capes-Interfarma de Inovação e Pesquisa e do Grande Prêmio Capes de Tese Nise da Silveira, também avançou no diagnóstico sorológico da doença, a partir da descoberta de proteínas do Sporothrix brasiliensis, Sporothrix schenckii e Sporothrix globosa, capazes de estimular a produção de anticorpos durante o processo infeccioso do hospedeiro humano ou felino. Essas proteínas imunogênicas podem ser aplicadas diretamente ao imunodiagnóstico da esporotricose, possibilitando a detecção de anticorpos circulantes no soro de pacientes. Desse modo, fornecem uma ferramenta importante para fortalecer a contenção de futuras epidemias.

Colonia Sporothrix chilensis

Colônia gigante do fungo Sporothrix chilensis, raro agente de esporotricose humana, descrito por Rodrigues em sua tese de doutorado na área de Microbiologia e Imunologia

Como tratar e prevenir a esporotricose

A esporotricose é uma micose que produz manifestações clínicas diversas no hospedeiro, entre as quais se incluem a forma cutânea fixa, a linfocutânea e a cutânea disseminada – esta última propicia os quadros mais graves da doença, que estão associados à baixa imunidade. Tanto a esporotricose humana quanto a animal são totalmente curáveis e registram alto índice de resposta ao tratamento, feito com antifúngicos. Anderson Messias Rodrigues reforça que, para conter o alastramento da doença, é necessário que os donos exerçam a posse responsável de seus animais; no caso dos gatos, aos quais se deve dispensar cuidado especial, cumpre limitar seu livre acesso às ruas, onde é comum que os felinos entrem em confronto e se arranhem, o que possibilita a inoculação do fungo. 

“Se o dono do animal percebe uma ferida que não cicatriza e que aumenta de tamanho, tem de procurar o médico veterinário. Ele irá avaliar os sintomas clínicos e fazer a detecção de microrganismos na lesão do animal infectado. Um animal diagnosticado no início da doença tem grande chance de cura. Um animal em estágio avançado da doença, dependendo do caso e do fungo, talvez não responda ao tratamento”, pondera o pesquisador. 

Com o crescimento da esporotricose, muitos gatos têm sido sacrificados desnecessariamente, uma vez que são considerados os causadores da doença. “Quando uma pessoa desinformada abandona o animal doente nas ruas, este passa a contaminar outros animais, que voltam para casa e contaminam os humanos. Se o dono do primeiro gato com esporotricose o tivesse tratado corretamente, teria evitado pelo menos uma dezena de casos. Divulgam-se muitas fotos de gatos com lesões, dando a impressão de que eles são os vilões, quando, na verdade, são as vítimas”, enfatiza o autor da tese. 

A melhor forma de prevenir a transmissão do fungo é usar equipamentos de segurança pessoal, necessários à realização de atividades de jardinagem que propiciem o contato com o solo contaminado. Além disso, recomenda-se o uso de vestimenta adequada durante o tratamento de animais doentes para impedir que a arranhadura e a mordedura transmitam o fungo para o tratador. “O uso de ferramentas apropriadas para a manipulação de material vegetal, assim como a remoção dos focos na natureza, é necessário para a contenção da epidemia. Por outro lado, onde prevalece a transmissão gato-gato ou gato-homem, as medidas de contenção devem abranger campanhas educacionais direcionadas aos donos de gatos em áreas endêmicas, castração dos animais em áreas de surto e implementação do tratamento antifúngico apropriado”, pontua Zoilo P. de Camargo.

foto de um gato

Artigos relacionados:

RODRIGUES, Anderson Messias; HOOG, G. Sybren de; CAMARGO, Zoilo Pires de. Sporothrix species causing outbreaks in animals and humans driven by animal-animal transmission. PLoS Pathogens, São Francisco (Califórnia, EUA), v. 12, n. 7, p.1-7, 14 jul. 2016. Disponível em: <https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1005638 >. Acesso em: 5 maio 2017.

RODRIGUES, Anderson Messias; HOOG, G. Sybren de; ZHANG, Yu; CAMARGO, Zoilo Pires de. Emerging sporotrichosis is driven by clonal and recombinant Sporothrix species. Emerging Microbes and Infections, Xangai (China), v. 3, n. 5, p. 1-10, 7 maio 2014. Disponível em: <https://www.nature.com/emi/journal/v3/n5/pdf/emi201433a.pdf >. Acesso em: 5 maio 2017. 

RODRIGUES, Anderson Messias; CHOAPPA, Rodrigo Cruz; FERNANDES, Geisa Ferreira; HOOG, G. Sybren de; CAMARGO, Zoilo Pires de. Sporothrix chilensis sp. nov. (Ascomycota: Ophiostomatales), a soil-borne agent of human sporotrichosis with mild-pathogenic potential to mammals. Fungal Biology, [s.l.]: Elsevier, v. 120, n. 2, p. 246-264, fev. 2016. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.funbio.2015.05.006 >. Acesso em: 5 maio 2017.

RODRIGUES, Anderson Messias; HOOG, G. Sybren de; CAMARGO, Zoilo Pires de. Molecular diagnosis of pathogenic Sporothrix species. PLoS Neglected Tropical Diseases, São Francisco (Califórnia, EUA), v. 9, n. 12, p. 1-22, 1º dez. 2015. Disponível em: <https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0004190 >. Acesso em: 5 maio 2017.

RODRIGUES, Anderson Messias; BARREIRA, Paula H. Kubitschek; FERNANDES, Geisa Ferreira; ALMEIDA, Sandro Rogério de; BEZERRA, Leila M. Lopes; CAMARGO, Zoilo Pires de. Immunoproteomic analysis reveals a convergent humoral response signature in the Sporothrix schenckii complex. Journal of Proteomics, [s.l.]: Elsevier, v. 115, p. 8-22, 6 fev. 2015. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.jprot.2014.11.013 >. Acesso em: 5 maio 2017.

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Meio século de história

Marília de Arruda Cardoso Smith – professora titular do Departamento de Morfologia e Genética da Escola Paulista de Medicina (EPM/Unifesp) – Campus São Paulo

foto antiga das duas professoras

Professoras Joyce A. D. Andrade (1938-2009)e Heleneide Resende de Souza Nazareth (1937-1981)

O impacto das conquistas científicas e tecnológicas, especialmente nas décadas de 1940 e 1950 do século XX, abrangeu todas as áreas biológicas e médicas. Esses avanços fomentaram a idealização, em 1950, do curso de Ciências Biomédicas na Escola Paulista de Medicina (EPM/Unifesp) e sua posterior implantação, em 1966, por José Leal Prado de Carvalho, então professor titular do departamento de Bioquímica da EPM/Unifesp.

Para essa tarefa contou com o apoio de diversos docentes e pesquisadores da EPM/Unifesp, entre os quais estão José Ribeiro do Valle, Antonio C. M. Paiva e Nylceo Marques de Castro, que visualizaram nessa iniciativa pioneira, uma via de desenvolvimento para o país, de formação de recursos humanos destinados à pesquisa e à docência, meta inédita e ousada para a época. 

Em função do novo curso, esta instituição convidou docentes e pesquisadores de diversas formações para fundar novas áreas, ampliando muitíssimo sua abrangência científica. Entre estas novas áreas, podemos destacar a de Genética e Evolução e da Genética Humana e Médica.

No final dos anos 1950 emergiu uma nova área, a Citogenética Humana e Médica, que veio caracterizar o cariótipo humano em 1956 por Tjio e Levan e a definir cromossomicamente a Síndrome de Down, decifrando a sua, até então, desconhecida etiologia (Lejeune et al., 1959).

As aplicações inovadoras desta área na Medicina nortearam Nylceo Marques de Castro, docente titular de Histologia, a convidar duas biólogas citogeneticistas, Heleneide Resende de Souza Nazareth e Joyce Anderson Duffles Andrade, para instalar nessa disciplina um setor de Citogenética Humana e Médica, bem como para ministrar aulas de Genética e Evolução. 

A elaboração das bases conceituais e técnicas da Genética Molecular, fundadas no modelo da dupla hélice do DNA de Watson & Crick (1953), possibilitou a compreensão dos atributos da hereditariedade, materializados anteriormente nos cromossomos e a seguir na molécula do DNA, paradigma atual de toda a Ciência Biológica.

O setor de Genética da disciplina de Histologia tornou-se rapidamente um núcleo difusor de conhecimento na área da Genética e Citogenética Médica para toda a EPM/Unifesp, bem como para a formação de recursos humanos na área. Marilia de A. C. Smith, da primeira turma do curso biomédico, ligou-se a esse setor ainda estudante e, a seguir, como bolsista de mestrado Fapesp, foi contratada, em 1971. Esse setor desenvolveu atividades de ensino de graduação, pesquisa e extensão, atendeu à crescente demanda de casos do Hospital São Paulo (HSP/HU/Unifesp), especialmente às do departamento de Pediatria e disciplina de Endocrinologia da EPM/Unifesp, diretamente interessadas no diagnóstico de síndromes cromossômicas e na descrição de novas síndromes.

Em 1969, o curso de Genética foi incorporado ao currículo do 1º ano de Medicina, por suas professoras, e a partir de 1970 foi introduzido a todos os demais cursos da EPM/Unifesp. Sob a liderança de Heleneide Nazareth, em 1972, o setor transformou-se na disciplina de Genética, a qual, a seguir, inaugurou um Ambulatório de Genética Clínica sob a condução de Antonio J. B. da Cunha, com apoio do então chefe do departamento José Carlos Prates.

Atualmente a disciplina conta com seis docentes e seis técnicos administrativos médicos do Centro de Genética Médica, fundado em 1995 por Décio Brunoni. A disciplina ministra aulas a todos os cursos de graduação e pós-graduação, orienta teses de pós-graduação em expressivo número, atua no atendimento de pacientes e formação de residentes na área e desenvolve exames citogenéticos diagnósticos. Ela possui laboratório moderno e atualizado que dispõe de equipamentos para Sequenciamento de Nova Geração, Sistema de Imagem Digitalizado para estudo Citogenético-Molecular e todos os equipamentos necessários para uso em Genética Molecular. Esse laboratório permite o desenvolvimento das inúmeras linhas de pesquisa básica e clínica na EPM/Unifesp.

Publicado em Edição 08
Colher cheia de açúcar e seringa de insulina

Modelo desenvolvido no ICT/Unifesp de São José dos Campos poderá chegar ao consumidor por um preço quatro vezes menor do que o fixado para os similares importados

Ana Cristina Cocolo

Indivíduos com diabetes mellitus (DM) poderão, em poucos anos, adquirir a bomba de insulina nacional, cujo preço será muito mais acessível do que o das importadas, únicas disponíveis atualmente no mercado. Esse tipo de equipamento substituirá o uso das canetas e seringas para aplicação de insulina, permitindo melhor controle da glicemia e redução das hipoglicemias severas de pacientes diabéticos. 

As bombas de infusão de insulina são aparelhos com comando eletrônico, do tamanho de um celular pequeno, que injetam insulina, de forma constante, a partir de um reservatório para uma cânula inserida sob a pele, geralmente na região abdominal. São primariamente indicadas para pacientes com DM tipo 1, embora seja crescente o número de pacientes acometidos por DM tipo 2, com dificuldade de controle glicêmico, que se tornaram usuários da bomba de infusão de insulina.

Desenvolvidas no final da década de 1970 e, no Brasil, prescrita com maior frequência há pouco mais de 15 anos, as bombas de insulina estão fora da realidade para a maioria dos brasileiros que poderiam beneficiar-se da tecnologia existente, já que os dois modelos importados vendidos no país custam entre R$ 13 mil e R$ 14 mil. O protótipo que está sendo desenvolvido na Unifesp, em parceria com a empresa de produtos médicos Delta Life, poderá chegar ao consumidor final por um preço até quatro vezes menor.

“Ainda assim será um produto para poucos, ante os custos de manutenção mensal dos acessórios como cateteres e cânulas, por exemplo”, explica Luiz Eduardo Galvão Martins, professor de Engenharia de Software do Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT/Unifesp) – Campus São José dos Campos e coordenador do projeto. “No entanto, já estamos trabalhando no sentido de buscar alternativas que barateiem esses itens complementares.”

“A bomba de insulina é o equipamento que mais se assemelha ao funcionamento do pâncreas de uma pessoa saudável, já que está conectada 24 horas ao indivíduo, liberando a insulina de forma contínua, por meio de pulsos (bolus), em quantidades e horários pré-programados, de acordo com a necessidade de cada paciente”, explica Tatiana Sousa Cunha, professora do curso de Engenharia Biomédica do ITC/Unifesp e uma das pesquisadoras envolvidas no projeto. “O controle adequado da glicemia reduz ou posterga de forma significativa as complicações do DM, principalmente nos casos de difícil controle.”

Martins afirma que não são apenas os componentes eletrônicos utilizados no processo de produção que deixam o aparelho mais barato, mas também o fato de ser fabricado no Brasil, o que determina a isenção de impostos incidentes sobre os produtos importados.

De acordo com o pesquisador responsável, o item mais caro do protótipo é o motor de passo, mecanismo eletromecânico utilizado para obter um posicionamento preciso por controle digital (software).

No projeto também estão envolvidos: Tiago de Oliveira, docente do ICT/Unifesp; Dulce Elena Casarini e Sergio Atala Dib, docentes da Escola Paulista de Medicina (EPM/Unifesp); Juliana Almada Colucci, doutora em Medicina pela Unifesp; Monica Andrade Lima Gabbay, endocrinologista e médica assistente do Centro de Pesquisa Clínica em Diabetes da Unifesp; Karen Ann Krejcik, Lucas Vecchete e Pedro Gaiarsa, todos estudantes do ICT/Unifesp; Hanniere Faria, ex-estudantes do ICT/Unifesp, e Jane Dullius, professora da Universidade de Brasília (UnB), os quais têm cooperado com o grupo de pesquisa da Unifesp desde março de 2016.

Diabetes mellitus

O diabetes mellitus é constituído por um grupo de doenças metabólicas, que apresentam em comum o aumento dos níveis de glicose no sangue causado pela destruição parcial ou total das células beta do pâncreas, responsáveis pela produção de insulina, ou por defeitos na ação desse hormônio. Várias complicações decorrentes dessa condição podem surgir a longo prazo, como doenças cardiovasculares, insuficiência renal crônica, cegueira e alterações neurológicas; o agravamento do quadro clínico pode levar ao coma e à morte. Entre os sintomas que caracterizam o DM estão a necessidade frequente de urinar e o aumento da sede e da fome. Os principais tipos de diabetes são:

  • Diabetes mellitus tipo 1: de caráter autoimune, é geralmente diagnosticado na infância ou na adolescência e resulta da destruição das células beta do pâncreas, produtoras de insulina. Neste caso, a reposição de insulina faz-se necessária ao longo da vida. 
  • Diabetes mellitus tipo 2: tem origem na resistência à insulina, uma condição em que as células do corpo não respondem a esse hormônio de forma adequada. As principais causas são o peso excessivo e a falta de exercício físico.
  • Diabetes mellitus gestacional: é a condição em que uma mulher sem diabetes apresenta níveis elevados de glicose no sangue durante a gravidez.

Acessórios são o próximo alvo

Outro ponto do projeto sobre o qual os pesquisadores também se debruçam é o barateamento dos quatro acessórios utilizados na manutenção do sistema de infusão, os quais, para as bombas importadas, geram um custo de até R$ 1 mil/mês. Para dois deles – bateria e reservatório de insulina –, a solução já foi encontrada e reduz essa despesa em 25%.

O “pulo do gato”, conforme explica Martins, é a adaptação do aparelho às pilhas comuns e a um reservatório simples para o medicamento (modelo de seringa), de baixo custo e comercialmente disponível. Só que, nesse caso, ajustado especificamente à insulina. “O preço desse modelo de reservatório é significativamente mais baixo, com projeção de R$ 1 contra R$ 12 do usualmente utilizado nas bombas disponíveis.”

No entanto, dois outros produtos complementares – cânula e cateter, feitos de material plástico flexível – e que precisam ser trocados, em média, a cada três e seis dias para evitar reações alérgicas, infecções e obstruções, ainda são um desafio que precisa ser superado. “Não temos fabricantes nacionais desses cateteres e cânulas específicos para a bomba de insulina”, afirma Tatiana. “Por esse motivo, pretendemos também aprofundar os estudos para o desenvolvimento desses itens.”

Foto da equipe de pesquisadores

Professores do ICT/Unifesp Luiz Eduardo Martins (de óculos) e Tatiana Sousa Cunha, e os estudantes bolsistas Lucas Vecchete e Pedro Gaiarsa (de camiseta cinza)

Protótipo de equipamento desenvolvido na pesquisa

Parte do protótipo da bomba de insulina nacional que está sendo produzida

Estimativas sobre a doença

No mundo:

  • Em 2015, mais de meio milhão de crianças foram diagnosticadas com DM tipo 1 pela primeira vez. O DM tipo 1 aumenta cerca de 3% ao ano, embora seja menos comum do que o DM tipo 2
  • Uma em cada 11 pessoas tem diabetes
  • Em 2015, cerca de 215,2 milhões de homens e 199,5 milhões de mulheres tiveram a doença, totalizando 415 milhões de pessoas
  • Em 2040, 642 milhões de pessoas serão acometidas pela doença: 328,4 milhões de homens e 313,3 milhões de mulheres
  • 12% dos gastos globais com saúde estão ligados ao diabetes, o que representa US$ 673 bilhões
  • Um em cada sete recém-nascidos é afetado pelo diabetes gestacional

No Brasil:

  • Número de adultos (20 a 79 anos) com diabetes: 14.250.800
  • Prevalência nacional da doença: 10,2%
  • Número de mortes em 2015 relacionadas ao diabetes (20-79 anos): 130.712
  • Gasto médio anual de um brasileiro com diabetes para tratar a doença: R$5.345,90 (cotação US$1 = R$3,50)
  • Número de pessoas (20 a 79 anos) que apresentam diabetes e ainda não foram diagnosticadas: 5.724.400

Diabetes em crianças

Cinco primeiros países segundo o número de crianças (0 a 14 anos) com diabetes tipo 1

Estados Unidos 84.100
Índia 70.200
Brasil 30.900
China 30.500
Reino Unido 19.800


Fonte: Atlas do Diabetes 2015 - Federação Internacional de Diabetes (IDF)

Artigos relacionados:

ATLAS do Diabetes. 7. ed. Bruxelas: International Diabetes Federation (IDF), 2015. Disponível em: <http://www.diabetesatlas.org/resources/2015-atlas.html>. Acesso em: 14 mar. 2017.

MARTINS, Luiz Eduardo G.; FARIA, Hanniere de; VECCHETE, Lucas; CUNHA, Tatiana Sousa; OLIVEIRA, Tiago de; CASARINI, Dulce E.; COLUCCI, Juliana Almada. Development of a low-cost insulin infusion pump: lessons learned from an industry case. In: IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMPUTER-BASED MEDICAL SYSTEMS, 28., 2015, São Carlos; Ribeirão Preto (SP, Brasil). Proceedings CBMS 2015. São Carlos; Ribeirão Preto (SP, Brasil): Conference Publishing Services (CPS), 2015. p. 338-343. Disponível em: < http://doi.ieeecomputersociety.org/10.1109/CBMS.2015.14 >. Acesso em: 5 abr. 2017.

Publicado em Edição 08

Molécula preparada a partir de metabólito extraído de planta originária da Mata Atlântica mostra eficácia contra parasitas causadores da doença de Chagas e leishmaniose

Da Redação
Com colaboração de Marianna Rosalles

Instrumentos de laboratório

Os pesquisadores João Paulo dos Santos Fernandes, docente do Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAQF/Unifesp) – Campus Diadema, André Gustavo Tempone Cardoso, do Instituto Adolfo Lutz, e João Henrique Ghilardi Lago, docente do Centro de Ciências Naturais e Humanas da Universidade Federal do ABC (CCNH/UFABC), decidiram se unir frente a uma necessidade latente: a obtenção de protótipos para o desenvolvimento de fármacos para doenças pouco amparadas pelo sistema público de saúde. Por meio de uma parceria, os pesquisadores descobriram que um metabólito secundário da planta Piper malacophyllum, originária da Mata Atlântica, apresentou atividade contra os parasitas Trypanosoma cruzi e Leishmania infantum, causadores das doenças de Chagas e leishmaniose, respectivamente.

A doença de Chagas e a leishmaniose são patologias que afetam a saúde pública e, sobretudo, países pobres e de regiões tropicais e subtropicais. Segundo o Ministério da Saúde, existem entre dois e três milhões de indivíduos infectados pelo Trypanosoma cruzi no Brasil. Nos últimos anos, a ocorrência de doença de Chagas aguda tem sido verificada em diferentes estados, majoritariamente na região da Amazônia Legal, em especial em decorrência da transmissão oral do parasita. Segundo Fernandes, “o tratamento que existe hoje é antigo e pouco eficaz. O que dificulta as taxas de cura e torna a doença pior”.

O panorama da leishmaniose não é muito diferente. A leishmaniose visceral (VL) é a sua forma mais grave e fatal. É a segunda doença parasitária que mais mata no mundo, perdendo o posto apenas para a malária. Configura-se como uma das mais perigosas doenças tropicais negligenciadas.

Para combater a doença de Chagas, há apenas um fármaco no Brasil, o benznidazol, utilizado há quase 50 anos, que é muito tóxico e demanda um longo período de tratamento. O grande problema de medicamentos altamente tóxicos é que o paciente interrompe o uso em decorrência dos efeitos colaterais. Em um recente estudo, foi demonstrado que esse único fármaco, apesar de reduzir os parasitas no organismo humano, não evita os problemas cardíacos relacionados à doença. 

No caso da leishmaniose, os tratamentos disponíveis são bastante restritos e são designados conforme a espécie do parasita. Basicamente, a terapêutica envolve sais de antimônio, anfotericina B e a miltefosina. O primeiro fármaco é o mais antigo, descoberto pelo pesquisador brasileiro Gaspar Viana, em 1912, e possui alto grau de toxicidade. O segundo é um fármaco amplamente conhecido como antifúngico. O terceiro é usado no tratamento do câncer, sendo de aplicação oral e bem tolerado; seu uso apresentou bom desenvolvimento na leishmaniose visceral na Índia, contudo no Brasil não apresentou o desempenho esperado.

Diante desse problema, Lago, que há mais de quinze anos trabalha com espécies vegetais oriundas da Mata Atlântica do Estado de São Paulo, realizou uma triagem de plantas a partir da qual se descobriu que a Piper malacophyllum apresentava potencial para o tratamento dessas doenças. Por meio de diversos processos químicos, foi possível isolar, das folhas desta espécie, duas formas isoméricas (A e B) do gibilimbol, as quais mostraram atividade antiparasitária in vitro, de acordo com os resultados obtidos pelo grupo de Tempone. A equipe de Fernandes seguiu, então, para a próxima etapa: criar versões sintéticas a partir do modelo das moléculas orgânicas extraídas e enviadas por Lago. Esses testes foram realizados no Laboratório de Insumos Naturais e Sintéticos (Lins), do campus no qual atua.

Marina Varela, orientanda de Fernandes no Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas do ICAQF/Unifesp, explica: “No nosso laboratório realizamos a etapa da síntese orgânica dos compostos. Nesse projeto a gente tinha um protótipo natural, o gibilimbol, e a partir de sua estrutura propusemos modificações moleculares para poder estudá-lo melhor, entender seu funcionamento e então propor outras moléculas, mais eficazes e menos tóxicas”.

Os compostos A e B são isômeros – apresentam a mesma forma molecular, apesar de serem diferentes – e a partir desses experimentos foi possível verificar que o gibilimbol B foi mais eficiente devido ao fato de que sua dupla ligação está mais próxima do anel aromático. Após essa conclusão foram preparados diversos modelos sintéticos análogos, que foram potencializados e eram menos tóxicos que os compostos oriundos da fonte natural.

A terceira etapa do processo foi desenvolvida por Tempone. Desde seu mestrado, em 1997, no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), na USP, o pesquisador trabalha com fármacos para leishmaniose. Tempone realiza os estudos de atividade antiparasitária dos compostos enviados pelos outros pesquisadores, avalia então o potencial destes compostos para exterminar o parasita sem afetar as células hospedeiras (de mamíferos). Depois, se o composto for de interesse e passar pelos critérios para um novo candidato, são efetuados estudos mais aprofundados de mecanismo de ação, assim como estudos em modelo animal, essenciais para que se tenha a certeza de que o composto vai seguir em frente.

O grande mérito do estudo é enfatizar a importância da cooperatividade no processo de descoberta de medicamentos que possam ser úteis para solucionar questões de saúde pública em setores onde a indústria farmacêutica não está interessada.

joao paulo e marina varela

João Paulo dos Santos Fernandes e sua orientanda Marina Varela

Entreteses p104 Piper malacophyllum

Piper malacophyllum

Artigo relacionado:

VARELA, Marina T.; DIAS, Roberto Z.; MARTINS, Ligia F.; FERREIRA, Daiane D.; TEMPONE, Andre G.; UENO, Anderson K.; LAGO, João Henrique G.; FERNANDES, João Paulo S. Gibbilimbol analogues as antiparasitic agents—synthesis and biological activity against Trypanosoma cruzi and Leishmania (L.) infantum. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, v. 26, n. 4, p. 1180–1183, 15 fev. 2016. Disponível em: < http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960894X16300403 >. Acesso em: 06 abr. 2017.

Publicado em Edição 08

Estudo revela que a ausência da mãe no início da vida pode resultar em baixo peso na fase adulta, além de induzir ao consumo aumentado de sacarose e propiciar alterações comportamentais que relembram os sintomas que precedem o surgimento da esquizofrenia

Valquíria Carnaúba

A privação materna no início da vida pode resultar em baixo peso na fase adulta, segundo pesquisa coordenada por Deborah Suchecki, docente associada do Departamento de Psicobiologia da Escola Paulista de Medicina (EPM/Unifesp) – Campus São Paulo, que é também livre-docente e coordenadora do Grupo de Estudos da Neurobiologia do Estresse e suas Desordens (Gened). O deficit no desenvolvimento físico, observado em ratos adolescentes, deve-se à redução na ingestão de alimentos, uma consequência direta do estresse ao qual foram submetidos durante o estudo.

Deborah analisou 30 ninhadas, divididas em três grupos (A, B e C - figura 1). Dois deles foram separados das mães durante 24 horas, período em que não foram alimentados, embora fossem mantidos aquecidos. Nesse período foram observados e comparados ao grupo que permaneceu intacto (grupo controle). Um dos grupos foi separado no terceiro dia de vida, e o outro, no 11º dia. Tal protocolo foi adotado pelo fato de os ratos jovens responderem distintamente ao estresse em função da idade. “A presença da mãe impede essa resposta, pois os hormônios [geradores do estresse] prejudicam o desenvolvimento físico e do sistema nervoso central”, acrescenta.

Excetuando-se o período de separação a que foram submetidos os grupos B e C, os ratos usufruíram do convívio materno até o desmame, no 21° dia de vida, quando foram alojados em duplas (irmãos do mesmo sexo) e alimentados livremente com ração padronizada. Durante 30 dias, foram avaliados o consumo de ração, diariamente, e o peso corporal, semanalmente.

A pesquisadora constatou que, apesar da possibilidade de acesso ao alimento, os filhotes privados da mãe apresentavam peso menor em comparação ao dos que pertenciam ao grupo controle. “Naturalmente, a privação materna durante as 24 horas levou à perda imediata de peso do corpo. Porém, os animais separados da mãe no terceiro e no 11° dias apresentaram baixo peso na adolescência e na fase adulta mesmo com livre demanda de alimentos. Eles comiam menos, especialmente à noite, período em que são mais ativos.”

Uma investigação mais profunda, efetuada no hipotálamo [estrutura do sistema nervoso] dos ratos, revelou a causa do baixo peso. Deborah descobriu que os animais submetidos ao estresse de separação durante as 24 horas apresentavam menor produção do neuropeptídeo Y (NPY) em comparação à do grupo controle. O NPY é o neurotransmissor responsável pela regulação de diversos processos metabólicos – entre eles, o estímulo ao comportamento de ingestão de alimentos.

“O NPY, apesar de ser produzido em uma região específica do cérebro, tem sua liberação regulada pelos hormônios leptina (“hormônio da saciedade”) e grelina (“hormônio da fome”), cuja ação é afetada pelo estresse da separação maternal. A disponibilidade desses hormônios durante o período neonatal dos ratos pode alterar o ganho de peso corporal, composição e comportamento alimentar”, esclarece a pesquisadora. Sua conclusão foi, portanto, que parte das respostas à privação materna podia ser medida pelos sinais metabólicos.

Os resultados da pesquisa lançaram nova luz sobre os efeitos da ausência parental no comportamento e no desenvolvimento neurológico de ratos. Suas principais conclusões poderiam ser projetadas em investigações futuras dos efeitos em seres humanos. “A redução da ingestão de alimentos pode representar uma resposta adaptativa dos animais a um ambiente imprevisível, premissa entendida como padrão entre os mamíferos. São necessários estudos conclusivos, mas estamos no caminho para entender essa questão”, acentua a autora. 

Deborah Suchecki, ela está de jaleco no laboratório

Deborah Suchecki, professora associada do Departamento de Psicobiologia da EPM/Unifesp

Cortes coronais de cérebro de rato

Cortes coronais de cérebro de rato marcado para  o neuropeptídeo Y (NPY)

Outra consequência: esquizofrenia

O estudo em questão deriva de uma linha de pesquisa, desenvolvida por Deborah há quase oito anos, que avalia os possíveis desdobramentos da privação materna nos estágios iniciais da vida. Em outro artigo, publicado em setembro de 2014, a docente trouxe dados que indicaram uma relação muito estreita entre a privação materna, alterações comportamentais que remetem aos sintomas da fase prodrômica [precursora] da esquizofrenia e o consumo aumentado de sacarose. A relação entre esse aumento, ansiedade e perda de peso na fase adulta é a questão que está por trás de todos os experimentos por ela conduzidos até o momento.

Nessa investigação, foram analisadas 12 ninhadas de ratos Wistar, geradas em laboratório, a partir de casais dessa espécie. Seis delas permaneceram junto às mães (grupo controle), e as restantes foram submetidas à privação materna, durante 24 horas, no nono dia de vida. Cada um desses grandes grupos foi novamente separado em dois, totalizando quatro subgrupos (X, Y, W e Z - figura 2).

Cerca de 22 horas após o início da privação materna, três das ninhadas separadas das mães (Z) e três do subgrupo Y foram submetidas a uma situação de estresse, que consistiu na aplicação de 0,3 ml de solução salina. “A administração de sódio incentivou a produção de corticosterona, hormônio análogo ao cortisol, encontrado em seres humanos e responsável pelo equilíbrio do corpo diante de situações de emergência.” Os demais subgrupos (X e W) foram avaliados apenas quanto à separação materna.

Após a reaproximação entre mães e filhotes, a pesquisadora analisou o efeito dos experimentos, avaliando a disposição exploratória e o desempenho social de todos os animais. Na primeira etapa, inseriu os ratos em labirintos de corredores abertos e fechados. Na segunda, colocou-os em contato com ratos desconhecidos, dentro de gaiolas cilíndricas, sem perturbações externas. Ao mesmo tempo, deixou à disposição de todos os animais, em livre demanda, soluções de sacarose. “Fornecemos soluções em diferentes concentrações pelo fato de os carboidratos terem a capacidade de contrabalançar a atividade aumentada da resposta ao estresse”, pontua. 

Apesar de os subgrupos (Y e Z) terem recebido a injeção salina antes do desmame, apenas os ratos afastados da mãe durante um dia inteiro (Z) registraram comportamentos como desencorajamento da exploração de áreas abertas, menor interação social, maior ansiedade e maior apreço por sacarose. “A privação materna desinibiu a produção de corticosterona pelos roedores durante a separação.” 

Os sintomas, em seu conjunto, chamaram a atenção por serem semelhantes àqueles apresentados por adolescentes antes do primeiro episódio de esquizofrenia. “A privação materna está ligada a alterações de comportamento relevantes para a ansiedade, mas – surpreendentemente – uma única injeção salina em crias com dez dias de idade também provocou alterações comportamentais semelhantes. Contabilizamos essas variações pela quantidade de vezes em que os animais entraram e pelo tempo em que permaneceram nos corredores abertos dos labirintos – quanto menores esses índices, mais ansioso é o animal”, relata.

“A avaliação de uma gama mais abrangente de comportamentos emocionais ajudaria a esclarecer se os efeitos mencionados – sociabilidade pobre e sintomas de ansiedade – restringiram-se a características semelhantes à fase prodrômica da esquizofrenia, que emerge na adolescência em seres humanos, ou se há um efeito global sobre as emoções no início da vida.” Deborah afirma que resultados mais recentes indicaram que a privação materna apresenta especificidade em seus efeitos, que dependem da idade em que é imposta (quanto mais precoce, maior o impacto) e do sexo do animal.

Infográfico mostrando os grupos e subgrupos do experimento

Artigos relacionados:

WERTHEIMER, Guilherme S. de Oliveira; GIRARDI, Carlos E. Neves; OLIVEIRA, Alexandra de Sousa Miragaia de; LONGO, Beatriz Monteiro; SUCHECKI, Deborah. Maternal deprivation alters growth, food intake, and neuropeptide Y in the hypothalamus of adolescent male and female rats. Developmental Psychobiology, Malden (Massachusetts, EUA), v. 58, n. 8, p. 1.066-1.075, dez. 2016. Disponível em: <http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/dev.21440/full>. Acesso em: 8 mar. 2017.

GIRARDI, Carlos E. Neves; ZANTA, Natália Cristina; SUCHECKI, Deborah. Neonatal stress-induced affective changes in adolescent Wistar rats: early signs of schizophrenia-like behavior. Frontiers in Behavioral Neuroscience, Lausanne (Suíça), v. 8. art. 319, 10 set. 2014. Disponível em: <http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fnbeh.2014.00319 >. Acesso em: 8 mar. 2017.

BOERSMA, G. J.; BALE, T. L.; CASANELLO, P.; LARA, H. E.; LUCION, A. B.; SUCHECKI, D.; TAMASHIRO, K. L. Long-term impact of early life events on physiology and behaviour. Journal of Neuroendocrinology, Malden (Massachusetts, EUA), v. 26, n.9, p. 587-602, set. 2014. Disponível em: <http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jne.12153/epdf >. Acesso em: 9 mar. 2017.

BARBOSA NETO, Jair B.; TIBA, Paula A.; FATURI, Claudia de Brito; CASTRO-NETO, Eduardo F. de; NAFFAH-MAZACORATTI, Maria da Graça; MARI, Jair de Jesus; MELLO, Marcelo Feijó de; SUCHECKI, Deborah. Stress during development alters anxiety-like behavior and hippocampal neurotransmission in male and female rats. Neuropharmacology, [s.l.], v. 62, n. 1, p. 518-526, jan. 2012. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.neuropharm.2011.09.011 >. Acesso em: 9 mar. 2017.

Publicado em Edição 08
tronco bananeira
fibras bananeira
fibra bananeira 3
fibras bananeira

A extração das fibras de bananeira segue uma sequência de quatro etapas: remoção do pseudocaule da bananeira, corte das bainhas em tiras ( foto do tabuleiro), retirada da renda e fibras de banana resultantes do processo

Parceria entre Unifesp e Alpargatas trará benefícios ao consumidor final e à pesquisa

Valquíria Carnaúba

A Unifesp fechou parceria, em 2016, com a empresa de calçados e artigos esportivos Alpargatas. Trata-se de um convênio para execução de projeto de pesquisa da universidade para incorporação de fibras naturais em calçados produzidos a partir de formulações de elastômeros. A validade do convênio é de dois anos – período que pode ser prorrogado mediante aditivo a ser acordado pelas partes envolvidas.

A coordenadora do projeto, Cristiane Reis Martins, docente do Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAF/Unifesp) – Campus Diadema, afirma que a motivação para o estudo foi o potencial de uso de fibras vegetais como agentes de reforços em compósitos poliméricos, no caso, os elastômeros. O projeto dispõe do auxílio de Alexandre Oka Thomaz Cordeiro e Nina Cordeiro Skurczenski, estudantes, respectivamente, do Programa de Pós-Graduação Interunidades em Engenharia e Ciência de Materiais e do curso de graduação em Engenharia Química.

“Os compósitos são plásticos de alto desempenho amplamente utilizados no mercado calçadista. É comum, durante sua produção, a aplicação de fibras inorgânicas (a exemplo da fibra de vidro) como agentes de reforço dos calçados. A substituição traz vantagens, posto que as fibras vegetais, originadas de fontes renováveis, são biodegradáveis, têm baixo custo e minimizam o impacto ambiental”, explica Cristiane. A pesquisadora pontua ainda que esse tipo de fibra possui menor densidade e provoca menor desgaste nos equipamentos convencionais de processamento de polímeros.

pesquisadores e membros empresa

Pesquisadores da Unifesp e membros da empresa Alpargatas S.A. Da esquerda para a direita: Luciano Vizentin, Alessandro Alle, Cristiane Reis Martins (docente do Departamento de Engenharia Química), Paula Pereira Sandrini, Nina e Alexandre Oka T. Cordeiro

A parceria trará benefícios não somente ao consumidor final e ao meio ambiente, mas também para a pesquisa nacional. “O projeto possibilitará que a prensa hidráulica MH-8-MT, adquirida, seja incorporada ao patrimônio e faça parte do Núcleo Multiusuário de Materiais e Manufatura Mecânica (N4M) do ICAQF/Unifesp, abrindo portas a futuras patentes e colaborações com outros docentes e pesquisadores da Unifesp”, comemora.

O Núcleo de Inovação Tecnológica (NIT/Unifesp) foi o departamento que atuou para a consolidação do convênio. Seu então diretor, Jair Chagas, comemorou. “O calçado será concebido com base no eco design, incorporando características culturais brasileiras”. Os materiais utilizados, como as fibras vegetais e a madeira, também estão atrelados à ideia de sustentabilidade ambiental, o que pode vir a ser um diferencial de design e ampliar a competitividade do produto nacional.

O projeto contou com a parceria da Fundação de Apoio à Universidade Federal de São Paulo (FapUnifesp), interveniente administradora, ou seja, entidade que administrará os fundos providos pela Alpargatas em razão da pesquisa científica e tecnológica, contratada por meio desse convênio.

Equipamentos integrarão nova plataforma

A instalação dos equipamentos, cedidos pela parceria entre a Alpargatas, Finep, Capes Pró-Equipamentos e a Unifesp, complementará a Plataforma Multiusuária de Processamento de Materiais Poliméricos, que formará o N4M ao lado da Oficina Mecânica, dos Laboratórios de Difração de Raios-X (DRX) e da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). “Planejada com a Divisão de Infraestrutura do Campus Diadema, a plataforma está em fase final de elaboração do projeto executivo para que possa abrigar as atividades previstas no âmbito do convênio original – que deverá ser executado e ser finalizado até setembro de 2017”, afirma Cristiane.

Amostras de compositos

fibra de banana sem tratamento

Amostra de composito TPE FB 5% fibra de banana sem tratamento

fibra de banana tratada

Amostra de composito TPE FB 5% fibra de banana tratada

Plataforma para sistema de processamento e injeção de materiais poliméricos

A plataforma para sistema de processamento e injeção de materiais poliméricos trata-se de uma unidade motora e de controle para determinação de propriedades reológicas de plásticos fundidos e outros materiais. Este sistema permite acoplar simultaneamente os equipamentos misturadores e as extrusoras. O sistema fornece dados relevantes ao processamento do material, tais como comportamento de fusão, influência de aditivos, estabilidade da temperatura, estabilidade ao cisalhamento (tensão de corte), viscosidade do fundido. Também possibilita extrusão (forçar material através de uma matriz) de perfis, filmes, fios, simulação de processos em escala de laboratório e estudos de composição de polímeros. 

Sistema misturador intensivo: por meio do sistema misturador intensivo, aquecido eletricamente, é possível estudar compostagem, misturas e testes de polímeros, elastômeros, cerâmicas, alimentos e outros materiais sob condições de planta piloto de processamento. 

Sistema da extrusora modular de rosca dupla: com diâmetro de rosca de 16 mm em sistema de corrotação, tem-se um sistema com barril, construído em módulos, permitindo reconfiguração para diferentes condições de processamentos. Há diferentes segmentos disponíveis para alimentação de sólidos, líquidos ou degasagem (retirada do ar incorporado ao material). Alimentadores secundários e sistemas de vácuo também podem ser incorporados ao sistema, assim como acessórios para peletização e produção de filmes. 

Homogeneizador de alta rotação (MH -50): equipamento para mistura e dispersão de mesclas poliméricas (masterbatch, compósitos e blenda-mineral composto por sulfeto de zinco). Dispersa e incorpora altos teores de cargas, pigmentos e outros materiais em diversos tipos de polímeros (grãos, pós e flocos), de maneira eficiente, rápida e segura.

Misturador calandra (MH-150C): equipamento de dois rolos, aquecidos por resistência, para desenvolvimento e controle de qualidade. Mistura e dispersa resinas termoplásticas e termofixas com pigmentos, cargas e aditivos em geral.

Sistema de prensagem (MH-8-MT): equipamento para desenvolvimento de mesclas poliméricas, transformando em formas definidas para análises e controle de qualidade. Com design moderno, compacto e robusto, possui duas zonas de operação, a primeira aquecida para moldar o material e a segunda arrefecida por circulação de água para resfriar a amostra, sem alterar as dimensões obtidas durante a moldagem à quente.

Sistema para injeção de plásticos e outros materiais: é uma máquina de moldagem por injeção (mini-injetora) para produzir corpos de prova com uma mínima quantidade de amostras (3,5 g), em diferentes geometrias de moldes (diâmetro de discos, barras e geometria retangular), para que sejam caracterizados mecanicamente. Todos os parâmetros de processamento, tais como temperatura, pressão de injeção e duração e pressão de recalque, podem ser controlados e monitorados, permitindo condições reprodutíveis de injeção.

Lista de artigos:

BARROS, R. T. P.; MARTINS, Cristiane Reis. Preparation and characterization of thermoplastic elastomer composites reinforced with banana fiber. In: LATIN AMERICAN SYMPOSIUM ON POLYMERS, 14., 2014, Porto de Galinhas. Proceedings… Porto de Galinhas: SLAP, 2014. p. 1-4.

BARROS, R. T. P.; SILVA, R. B.; MARTINS, Cristiane Reis. Caracterização química e térmica de material residual da cultura da bananeira para uso em compósitos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE POLÍMEROS, 12., 2013, Florianópolis. Programa... Florianópolis: CBPol, 2013. 1 Pôster.

Publicado em Edição 08
Segunda, 10 Julho 2017 14:11

Cinema invade a ciência

Foto de uma pessoa filmando uma cirurgia

Digitalização, redes fotônicas e supercomputadores permitem uso cada vez mais aprimorado das imagens para o desenvolvimento de pesquisas, em particular na área da saúde

Valquíria Carnaúba

Artigo publicado no periódico Public Understanding of Science pelo professor Cicero Inacio da Silva, coordenador do Programa Telessaúde Brasil Redes e docente da Universidade Aberta do Brasil (UAB/Unifesp), resume mais de dez anos de estudos sobre a imagem digital em ultra-high definition (UHD ou ultra-alta definição) e os aspectos sociais e científicos relacionados ao aumento significativo da qualidade de resolução dessa imagem a partir de recursos computacionais avançados. Colaboraram com o levantamento os pesquisadores Jane de Almeida (Universidade Presbiteriana Mackenzie), Alfredo Suppia (Universidade Estadual de Campinas - Unicamp) e Brett Stalbaum (Universidade da Califórnia em San Diego – UCSD).

Duas fotos dos professores

À esquerda, o docente Cicero Inacio da Silva; à direita, dois dos coautores do artigo Passages on Brazilian Scientific Cinema: Jane de Almeida e Alfredo Suppia

De acordo com o material pesquisado, os autores buscaram na história as condições de produção e reconhecimento do cinema científico, comparando três momentos e contextos distintos: a contribuição do astrônomo brasileiro Francisco Antônio de Almeida ao cinema nacional, no século XIX; a volumosa filmografia do fotógrafo e cineasta brasileiro Benedito Junqueira Duarte em meados do século XX; e as experiências recentes com filmes científicos de alta resolução, transmitidos por redes fotônicas (compostas por fibras ópticas que permitem a transmissão de dados em altíssima velocidade).

Tema ainda pouco explorado no país, o cinema científico poderia ser confundido com a ficção científica pelos desavisados. A denominação, entretanto, engloba a produção cinematográfica originada principalmente nas ciências – no caso, médicas – como suporte para a divulgação de conhecimento científico inédito. 

Nos últimos 70 anos, o cenário mudou muito, embora tais produções continuem pouco compreendidas e documentadas. O docente da Unifesp frisa que, durante a pesquisa, foram encontrados apenas três artigos sobre películas científicas no Brasil, em nove bases de dados de periódicos, a partir de termos relacionados. “Não há um entendimento claro sobre o papel de quem filma: ele não é apenas o produtor do conteúdo, mas também um parceiro na construção do conhecimento acerca do tema captado por meio do audiovisual. Por isso, assumimos que a pesquisa brasileira não indica nenhum quadro teórico consolidado no que se refere a essa modalidade cinematográfica”, afirma da Silva. 

Origens do cinema científico

Documentarista italiano e historiador de filmes antigos, Virgilio Tosi foi um dos que abordaram de maneira mais expressiva o desenvolvimento da cinematografia de caráter científico. O nascimento desta última, segundo o autor, deu-se no século XIX, a partir do trabalho de profissionais como Eadweard Muybridge (fotógrafo e responsável por experimentos de captação das imagens progressivas do movimento), Auguste e Louis Lumière (engenheiros e divulgadores do cinematógrafo), Thomas Edison (empresário e inventor), Georges Méliès (inventor dos efeitos especiais em cinema), Étienne-Jules Marey (fisiologista e especialista em cronofotografia) e Lucien Bull (discípulo de Marey, que se notabilizou pelo registro de imagens de alta velocidade). Esses pioneiros – que gravaram experiências diversas para fins de análise e compreensão de fenômenos – eram, ao mesmo tempo, fabricantes de equipamentos ópticos e cinemáticos.

Tosi, que em sua trajetória ocupou a presidência da Associação Científica Internacional de Cinema e da Associação Italiana de Cinema Científico, formulou a teoria de que a modalidade em questão nasceu muitos anos antes do que hoje conhecemos como cinema tradicional. Para o historiador, apesar da hegemonia do entretenimento sobre a realidade física, o cinema científico continua a contribuir para a evolução da tecnologia cinematográfica e do conhecimento em ciência.

Ele foi ainda responsável por fazer um levantamento mais aprofundado do que pode ter sido uma das invenções precursoras do cinema: o revólver fotográfico, dispositivo criado pelo astrônomo Jules Janssen. Por sua capacidade de disparar fotos repetidamente, o revólver fotográfico captava uma série de imagens seguidas, dando origem ao conceito de frame. 

Além de Tosi, outros teóricos são referidos no ensaio dos pesquisadores. Francisco Antônio de Almeida, cujo trabalho auxiliou o desenvolvimento da produção fílmica em ciência, foi o primeiro no mundo a realizar o registro do trânsito do planeta Vênus a partir da Terra. O feito, conforme aponta a pesquisa, foi amplamente satirizado por um periódico brasileiro abolicionista da época, a Revista Illustrada. “O veículo criticou as missões científicas de Almeida fora do país, apoiadas pelo então Imperador D. Pedro II, alegando que a observação de Vênus era ‘coisa antiga’ na Astronomia”, revela da Silva.

Da apropriação pela Medicina aos tempos de big data

Fotografia de dois médicos filmando em um centro cirúrgico

B.J. Duarte e Dr. Euryclides Zerbini durante filmagem de cirurgia

O final do século XIX foi marcado pela expansão da cinematografia aplicada à Medicina, a exemplo da contribuição do médico francês Eugène-Louis Doyen, que à época apresentou três filmes sobre cirurgias durante uma reunião da British Medical Association, os quais incluíam uma craniotomia (abertura cirúrgica do crânio realizada com o objetivo de chegar ao encéfalo) e uma histerectomia (remoção de parte ou da totalidade do útero por via abdominal ou vaginal).

No Brasil, o filme científico surgiu na década de 1910, com iniciativas como as da Fundação Roquette Pinto para a divulgação da referida área. “Há registros de filmes feitos durante a luta contra a febre amarela pelo Instituto Oswaldo Cruz em 1911”, conta o professor da Unifesp. A partir de 1936, entretanto, ganha notoriedade o trabalho de Benedito Junqueira Duarte, responsável pela produção de mais de 500 filmes para o Departamento de Cultura do município de São Paulo. Metade deles constitui uma compilação de imagens científicas no campo das investigações médico-cirúrgicas.

“Sua experiência mais significativa foi o filme Appendectomy (Apendicectomia), produzido em 1949. Seu experimento científico mais conhecido foi o registro da cirurgia de transplante cardíaco realizada pelo Dr. Euryclides Zerbini em 1968. No total, a base de dados da Cinemateca Brasileira contém 261 referências aos filmes de Duarte.”

O advento do cinema digital abriu caminho para o desenvolvimento de fluxos de produção bastante extensos e complexos, que incluem a visualização avançada de dados científicos. Segundo o pesquisador da Unifesp, essa é a principal marca da era caracterizada como big data. “As tecnologias de alta definição permitem a reprodução de imagens científicas cada vez mais sofisticadas. Um exemplo disso são os painéis de visualização avançada criados em centros de supercomputação, capazes de exibir bilhões de pixels”, explica.

Dessa forma, o conceito de cinema dá lugar ao de visualização de dados, que rompe com o aspecto programático do audiovisual contemporâneo (rádio e TV) – ou seja, os espectadores escolhem nas bases de dados os conteúdos a que desejam assistir, sem a necessidade de se submeterem a uma grade horária. De acordo com da Silva, isso tem impacto positivo para a ciência, uma vez que os pesquisadores dispõem de sistemas de inteligência artificial (AI), o que facilita a construção de uma rede de conhecimentos.

Uma base de dados audiovisuais permite o acesso a milhares de títulos. Além disso, os sistemas aprendem com o espectador e colocam à disposição a possibilidade de visualização de conteúdos relacionados, aos quais ele nunca teve acesso antes. 

Unifesp é pioneira em transmissão 4K

Com a colaboração de Mariane Santos

Em 2014, o Departamento de Oftalmologia da Escola Paulista de Medicina (EPM/Unifesp) sediou uma experiência cinematográfica pioneira no Brasil, com base no desenvolvimento de redes fotônicas avançadas. Uma equipe de 60 pesquisadores, composta por médicos, cineastas, cientistas da computação e engenheiros de rede, foi responsável pela realização e transmissão de uma cirurgia de catarata, mediante a técnica de facoemulsificação, exibindo-se as imagens em uma tela de cinema disposta no auditório central da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP), durante o 2º Congresso Internacional da Associação CineGrid.

Duas câmeras de alta resolução (4K) foram acopladas ao microscópio utilizado no centro cirúrgico de Oftalmologia do Hospital Universitário - Hospital São Paulo (HU-HSP). O sistema de captação do aparelho foi especialmente planejado e adaptado com cerca de três meses de antecedência pela equipe envolvida na produção do evento, que reuniu, além de da Silva, Marcello Di Pietro, diretor do Departamento de Tecnologia da Informação da Unifesp; Milton Yogi, chefe do setor de catarata do Departamento de Oftalmologia da EPM; Guido Lemos, diretor do Centro de Informática da Universidade Federal da Paraíba (UFPB); Fernando Frota Redigolo, professor do Laboratório de Arquitetura e Redes de Computadores da Universidade de São Paulo (Larc-USP); e representantes da Zeiss, empresa que desenvolve alta tecnologia para microscópios da área médica. Foi necessária a adequação do instrumento com a implantação de novas peças produzidas por meio de impressão em 3D. 

Cirurgia oftalmológica a laser

Cirurgia oftalmológica a laser, transmitida de forma pioneira pela Unifesp, com definição em 4K, a mil frames por segundo

Milton Yogi afirmou, à época, que a tecnologia em questão permite uma nova abordagem para a capacitação e ensino de habilidades: “O grau de imersão possibilitado aos médicos que estão em treinamento é absolutamente espetacular”. Segundo o oftalmologista, “quando se tem a visão do microscópio, de algum modo ela é limitada pela ocular que se observa, mas numa tela de 40 m2 e ultra-HD a percepção muda e se aprimora devido à alta definição e a um campo visual maior”. 

Já a Zeiss apoia toda iniciativa voltada a melhorar a qualidade da imagem microscópica e, por isso, encampou o projeto desde o início. “Esse pode ter sido o primeiro passo para o desenvolvimento de novos microscópios com a tecnologia testada, que poderá contribuir para a ampliação das condições de captação de imagens na área médica e, consequentemente, para a obtenção de melhores resultados cirúrgicos. O projeto teve boa visibilidade na matriz, na Alemanha. Acreditamos, portanto, que esse trabalho poderá tornar-se ponto de partida para o estudo e desenvolvimento de novas tecnologias voltadas exclusivamente à aplicação médica”, esclarece Helio Lima, gerente de produtos da Zeiss.

Em 2015, a Unifesp participou de experiência semelhante, dessa vez ao lado de equipes do Departamento de Oftalmologia daEPM, do Laboratório de Aplicações de Vídeo Digital (Lavid), vinculado à Universidade Federal da Paraíba (UFPB), e da Universidade Presbiteriana Mackenzie. Pesquisadores da instituição exibiram na Associação CineGrid (gerida na Universidade da Califórnia em San Diego – UCSD) as imagens da primeira cirurgia oftalmológica a laser, captadas com uma câmera capaz de filmar mil frames por segundo em definição 4K. A demonstração permitiu ao público ver com nitidez a ação desse feixe de luz sobre a córnea do paciente, o que não poderia ser visualizado a olho nu.

Fotos de transmissões

À esquerda, no alto: apresentação de quatro fluxos de vídeo em 4K, ao vivo, na Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD). Abaixo: da Silva mostra vídeo de cirurgia oftalmológica a laser, captado a mil frames por segundo em 4K, também na UCSD

À direita, no alto: painel de visualização instalado no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe). No centro: Laboratório de Informática Daniel Sigulem (UAB/Unifesp). Abaixo: painel de visualização, com o sistema Sage, no mesmo laboratório

Na medida certa da visão humana

A revolução proporcionada pelo fenômeno da visualização abriu espaço para outras mudanças no cinema científico, como a tecnologia voltada à análise e correlação de dados. No caso da ultra-alta definição, resolução também conhecida por 4K – quatro vezes maior do que a possibilitada pela tecnologia full HD – as técnicas e a estética parecem estar em um processo de redescoberta e interação.

O artigo cita os filmes do cientista da computação Richard Weinberg, resultantes de seus experimentos com microscópio e câmera digitais: “Seu filme de 2009 (MicrOrganisms), produzido por uma câmera munida dessa tecnologia e acoplada a um microscópio, deu origem a imagens em alta qualidade de seres microscópicos (como as amebas), encontrados em gotas de água de um lago de Los Angeles. A imagem em 4K, com mais de oito milhões de pixels por quadro, tem sido amplamente divulgada. Entretanto, especialistas no tema assumem que a resolução 8K irá substituí-la em breve. Essa nova tecnologia é promissora para telas grandes e foi estabelecida como uma próxima etapa para a imagem UHD.”

Da Silva ressalta que, há muito, hospitais e médicos produzem filmes para a formação de profissionais mais jovens e que, hoje em dia, esses conteúdos podem ser transmitidos em tempo real (streaming). Reforça, porém, que o objetivo dessas produções é integrar campos do conhecimento, fomentar a pesquisa e refletir sobre futuras aplicações de vídeo em alta resolução. “Não há compromisso comercial, mas com o conhecimento. Os cientistas da computação testam seus conhecimentos e produzem soluções, os engenheiros de rede testam suas conexões a fim de evitar futuras falhas de aplicativos, os médicos registram suas pesquisas e ensinam outros médicos”, finaliza o pesquisador.

Uma experiência audiovisual na docência intercampi

Os sistemas de visualização de dados vieram preencher uma lacuna no campo educacional, e sua aplicação se entrelaça cada vez mais com a modalidade de ensino a distância (EaD). A exemplo do cinema científico, que se vale da cinematografia para atingir objetivos como a colaboração e a aproximação entre aluno e professor, aparatos tecnológicos como o tablet já têm sido acionados para alcançar o mesmo fim. É o que mostra uma experiência colaborativa conduzida por cinco professores da área de Exatas, atuantes nos campi Diadema, São José dos Campos, Osasco e Baixada Santista, sobre o uso de dispositivos dessa natureza em vídeos no ensino a distância.

A coordenadora do Programa de Capacitação Continuada do Núcleo Universidade Aberta do Brasil (UAB/Unifesp), Valéria Sperduti Lima, a coordenadora do Núcleo UAB/Unifesp, Izabel Meister, e o técnico em tecnologia da informação do Núcleo UAB/Unifesp, Victor Marques Ferrari Ribeiro, em colaboração com os docentes do Campus Baixada Santista Renata de Faria Barbosa e Thiago Michel de Brito Farias, relataram no artigo Uma Experiência de Vídeo na Docência Colaborativa Intercampus o desenvolvimento de vídeos com o uso do tablet para apoio educacional na disciplina de Cálculo I. Essa medida justificou-se em razão da falta de base matemática de parte dos alunos que ingressam na universidade, relativamente aos conceitos que deveriam ser construídos no ensino fundamental e médio.

“Na prática, os professores envolvidos na experiência produziram as aulas para visualização adaptada aos dispositivos móveis (tablets e celulares). Os conteúdos foram ministrados de forma natural como em uma sala de aula tradicional. Por outro lado, o espaço virtual de divulgação dos materiais didáticos foi desenvolvido na plataforma Moodle, com a possibilidade de acesso a todos os docentes participantes e compartilhamento por meio de uma base de dados. Havia também condições de acrescentar recursos como imagens e símbolos, quando necessário, para exemplificar a resolução de um exercício, bem como acessar a internet ou outros aplicativos, de forma simples e dinâmica”, explica a coordenadora do Núcleo UAB/Unifesp.

Segundo a percepção dos docentes, o uso do tablet na produção de videoaulas simplificou o processo em termos de design e apresentação de conteúdos. Para eles, esse dispositivo permitiu que o fluxo de informação entre alunos e instrutores fosse bastante facilitado. Os exercícios podem ser resolvidos no momento da gravação, o que transforma a atividade didática em algo mais natural e próximo da realidade. Por fim, a possibilidade de utilizar o recurso em questão como suporte da escrita modernizou as videoaulas, tornando-as mais elucidativas.

Professora Izabel Meister sentada em sua mesa de trabalho

Professora Izabel Meister, coordenadora do Núcleo UAB/Unifesp

Entreteses p029 telas capturadas

Telas capturadas de tablet com resolução de problemas em andamento

capa do livro CineGrid

CineGrid: Futuros Cinemáticos, livro lançado em 2017. O CineGrid é uma associação não comercial, gerida nos EUA pela organização não governamental Pacific Interface e dedicada ao desenvolvimento da ciência. Utilizam-se, no caso, redes avançadas que aproximam pesquisadores e produtores de ciência por meio do uso de tecnologias da informação e comunicação

Artigos relacionados:

SILVA, Cicero Inacio da; ALMEIDA, Jane de; ELISEO, M. A.; POSER, Vic Von; FURTADO, Nilton Gomes; PRATES, H. Sensemaking: um editor de streaming de vídeo on-line. In: WEBMEDIA 2016: WORKSHOP: O FUTURO DA VIDEOCOLABORAÇÃO, 3., 2016, Teresina (PI, Brasil). WebMedia 2016. Porto Alegre (RS, Brasil): Sociedade Brasileira de Computação, 2016. v. 1. Disponível em: <https://www.researchgate.net/publication/310481490_Sensemaking_um_Editor_de_Streaming_de_Video_On-line>. Acesso em: 17 maio 2017.

ALMEIDA, Jane de; SILVA, Cicero Inacio da; SUPPIA, Alfredo; STALBAUM, Brett. Passages on Brazilian scientific cinema. Public Understanding of Science, Thousand Oaks (Califórnia, USA): Sage Publications, p. 1-17, 19 dez. 2016. Disponível em: <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28627329>. Acesso em: 18 maio 2017.

LIMA, V. S.; MEISTER, I. P.; BARBOSA, R. F.; FARIA, T. M. B.; RIBEIRO, V. M. F. Uma experiência de vídeo na docência colaborativa intercampus. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SISTEMAS MULTIMÍDIA E WEB, 21., 2015, Manaus. Anais... Manaus: Universidade Federal do Amazonas, 2015. Disponível em: <http://indico.rnp.br/conferenceDisplay.py?confId=221>. Acesso em: 23 jun. 2017.

Publicado em Edição 08
Segunda, 10 Julho 2017 13:56

Faça como as formigas

Imagem de formigas sobre um mapa

Imagem criada com a fotografia de Francisco Martins (formigas) e do desenho esquemático do pesquisador (redes)

Algoritmo que imita comportamento dos insetos aumenta a confiabilidade na entrega de mensagens e reduz o consumo de energia em ambientes urbanos de alta complexidade

Ana Cristina Cocolo

De acordo com a Organização das Nações Unidas (ONU), mais da metade da população mundial já vive em megacidades e, até 2030, esse percentual pode chegar a 70%. Com esse cenário, é possível que problemas como poluição, enchentes, trânsito, entre outros, também cresça. É nesse momento, que a tecnologia nos permite, hoje, vislumbrar um futuro cada vez mais promissor para as Cidades Inteligentes (smart cities). O uso intenso de ferramentas para monitorar, transformar, planejar, prever e solucionar problemas de grandes centros urbanos ganhou força nos últimos cinco anos, usando como referência as cidades de Songdo, na Coreia do Sul, e de Masdar, nos Emirados Árabes Unidos.

Coletar dados ambientais, por meio de redes de sensores sem fio (RSSFs), não é prerrogativa somente das cidades high-tech, mas está cada vez mais inserido em ambientes e propósitos de larga escala, como o monitoramento das chamadas florestas inteligentes e de desastres naturais. No entanto, a relação custo e efetividade entre a entrega confiável de dados e o consumo de energia ainda é um problema nas RSSFs.

Valerio Rosset

Valério Rosset, professor do ICT/Unifesp

Pensando nisso, Valério Rosset, professor do Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT/Unifesp) – Campus São José dos Campos, e um grupo de pesquisadores criaram um novo protocolo de roteamento que, além de coletar os dados, opera a rede de forma autônoma, com custos de memória e de sobrecarga de comunicação muito baixas, retransmitindo os dados com maior precisão, mesmo em longas distâncias. 

Além de Rosset, estão envolvidos no estudo Mariá Nascimento Rosset e Bruno Yuji Lino Kimura, professores pesquisadores associados do ICT/Unifesp, Matheus Antunes de Paulo e Tiago Viger Ortiz, estudantes de pós-graduação, e Rodrigo Francisquini e João Henrique de Araújo Morais, de graduação.

Inteligência das formigas

O novo protocolo, chamado CB-RACO, utiliza-se de roteamento bioinspirado, ou seja, busca resoluções de problemas criando algoritmos por meio de observações provenientes da Biologia. “O sonar, por exemplo, foi inspirado nos morcegos, o velcro, em plantas, e o nosso sistema, em uma técnica já conhecida como Otimização de Colônia de Formigas (ACO, do inglês Ant Colony Optimization Algorithm), que imita o comportamento desse inseto quando encontra uma fonte de alimento e faz com que seus pares sigam o mesmo percurso”, explica. “Dessa forma, as ‘formigas virtuais’ procuraram a solução de problemas computacionais por grafos”.

Rosset afirma que o CB-RACO cria comunidades (clusters) nas RSSFs e atende ao equilíbrio do consumo de energia por meio do roteamento de dados dentro de cada uma delas por meio da inteligência de enxame. “Uma das principais ideias desse protocolo é confinar as formigas nas comunidades”, explica. “Como consequência, exige baixa memória e sobrecarga na construção e manutenção de caminhos múltiplos de roteamento, além de alta confiabilidade de entrega das mensagens graças à estratégia de retransmissão de dados baseada em confirmação de recebimento entre comunidades, mesmo em redes de grande escala”.

Desempenho superior

Para avaliar o desempenho do protocolo sugerido, os pesquisadores desenvolveram um estudo em um ambiente simulado, utilizando o CB-RACO e um outro sistema genérico, intitulado somente RACO, que agrega as principais características dos sistemas encontrados na literatura. 

No consumo de energia, o protocolo CB--RACO consumiu 37% menos energia que o genérico (RACO) ao entregar os dados para o mesmo destino. “O consumo é reduzido devido à busca de caminhos eficientes de roteamento realizada pelas formigas dentro das comunidades”, afirma Rosset.

Em relação à confiabilidade de entrega dos dados, apesar de a taxa de atraso de entrega de dados de ambos os protocolos aumentar paralelamente com a carga da rede sem fio, o CB-RACO apresentou valores maiores que o concorrente, especialmente nos cenários com maior carga de transmissão de dados. “A confiabilidade da entrega de dados em RSSFs, em larga escala, também se manteve em níveis considerados adequados”, conclui o pesquisador.

Exemplos de implantação de uma rede de sensores

Essas imagens são exemplos de implantação de uma Rede de Sensores em ambiente urbano contendo 200 dispositivos.

Entreteses p060 redes sensores

Na primeira imagem há uma simulação da rede como um todo, sem qualquer tipo de organização hierárquica dos dispositivos, ou seja, cada dispositivo é identificado por um identificador numérico.

redes sensores

Na segunda há uma simulação da organização da rede em comunidades feita pelo CB-RACO. Nesse caso, cada comunidade é identificada por um valor e cada sensor que pertence à comunidade é identificado, na figura, com o mesmo número, bem como a mesma cor.

Monitoramento de desastres

Outro projeto do ICT/Unifesp, que conta com a parceria do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden) e foi submetido à Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) para custeio, inclui o desenvolvimento de uma plataforma de coleta de dados experimental e de baixo custo para monitoramento de desastres naturais. 

Além do desenvolvimento do software específico - criado a partir de uma placa de código aberto – para atender aos requisitos do centro de gerenciamento, o grupo está trabalhando na criação de estações de monitoramento sem fio, com custo bem menor do que as oferecidas no mercado, com maior alcance e maior tempo de funcionamento, já que o projeto possibilita a inclusão de placa solar para alimentar e recarregar as baterias internas. “Cada estação conta com pluviômetro, GPS, medidor de pressão atmosférica e precisa estar integrada ao sistema”, explica Rosset. “Quando esses equipamentos quebram e novos precisam ser repostos pelos disponíveis no mercado, muitas vezes não são compatíveis com o sistema do centro de monitoramento, necessitando a implantação de novas soluções”. 

De acordo com ele, o projeto em andamento pretende justamente resolver esse tipo de conflito. “Além de baratear o custo de cada estação, já que o Cemaden precisa de milhares delas, que estão espalhadas por todo o território nacional, ele a torna compatível com o sistema já existente adequável às necessidades dos profissionais do Cemaden, afirma o pesquisador. “Dessa forma, principalmente para as empresas públicas, que dependem de licitação para manutenção e troca de equipamentos, essa é uma solução rápida e mais viável”. 

Além de pesquisadores do ICT/Unifesp e do Cemaden, também estão envolvidos no projeto professores do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação e da Escola de Engenharia de São Carlos, ambas da Universidade de São Paulo de São Carlos (USP/São Carlos), e do Instituto de Computação da Universidade Estadual de Campinas (IC/Unicamp).

Desenho esquemático - plataforma de coleta de dados

Artigos relacionados:

ROSSET, Valério; PAULO, Matheus A. de; CESPEDES, Juliana Garcia; NASCIMENTO, Mariá C.V. Enhancing the reliability on data delivery and energy efficiency by combining swarm intelligence and community detection in large-scale WSNs. Expert Systems with Applications, v. 78, p. 89-102, 2017. Disponível em: <https://www.researchgate.net/publication/313250407_Enhancing_the_Reliability_on_Data_Delivery_and_Energy_Efficiency_by_Combining_Swarm_Intelligence_and_Community_Detection_in_Large-scale_WSNs >. Acesso em: 03 maio 2017.

PAULO, Matheus A. de; NASCIMENTO, Mariá C. V.; ROSSET, Valério. Improving the connectivity of community detection-based hierarchical routing protocols in large-scale WSNs. Procedia Computer Science, v. 96, p. 521-530, 2016. Disponível em: <https://www.researchgate.net/publication/307914211_Improving_the_Connectivity_of_Community_Detection-based_Hierarchical_Routing_Protocols_in_Large-scale_WSNs>. Acesso em: 03 maio 2017.

PAULO, Matheus A. de; NASCIMENTO, Mariá C. V.; ROSSET, Valério. RLP: a community detection-based routing protocol for wireless sensor networks. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON NETWORK COMPUTING AND APPLICATIONS, 13., 2014, Cambridge. Proceedings… Cambridge:IEEE, 2014. Disponível em: <http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=6924233>. Acesso em: 03 maio 2017.

Publicado em Edição 08
Segunda, 10 Julho 2017 13:20

Caminhos para a sustentabilidade

Parceria com empresas permite elaboração de projetos socialmente úteis e capazes de gerar recursos para o desenvolvimento de novas pesquisas

Valquíria Carnaúba

Imagem de uma placa de computador

O Brasil precisa investir – e muito – em inovação tecnológica. De acordo com o relatório de 2014 da Organização Mundial de Propriedade Intelectual (Ompi), vinculada à ONU, o país ocupa a penúltima posição no ranking de patentes válidas, com 41.453 depósitos aprovados. O levantamento, feito entre os 20 maiores escritórios de concessão de patentes no mundo, traz dados de 2012 apontando os Estados Unidos em primeiro lugar (2,2 milhões de patentes), seguido pelo Japão (1,6 milhão), China (875 mil) e Coreia do Sul (738 mil).

Já a Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) aponta que os investimentos em pesquisa, ciência e tecnologia ficaram em torno de 1,24% do PIB em 2013, ao passo que a China supera os 2%, com perspectiva de logo alcançar os Estados Unidos (2,7%).

No Brasil, as universidades públicas constituem os ambientes mais propícios à inovação, por garantirem aos seus pesquisadores a oportunidade de construir conhecimento útil ao desenvolvimento social. A Unifesp, em particular, promove um processo de reordenamento de suas bases, de modo a melhorar a estrutura mínima a ser oferecida à comunidade acadêmica (formada por mais de 1.500 docentes, 12.263 alunos de graduação, 4.638 de pós-graduação lato sensu e 4.217 strictu sensu)*.

Com a aprovação do Marco Legal da Ciência, Tecnologia e Inovação (Lei nº 13.243, de 11 de janeiro de 2016, que atualizou a Lei de Inovação 10.973, de 2 de dezembro de 2004), a Reitoria instituiu um grupo de trabalho (GT) para discutir e alinhar com os objetivos da universidade o significado de inovação, propriedade intelectual e licenciamento. O resultado final desse esforço será a elaboração de uma política de inovação focada na normatização das interações universidade-empresa.

“A Unifesp pode inovar, interagir com organizações e ao mesmo tempo gerar impactos positivos para a sociedade”, afirma Pollyana Varrichio, diretora do Núcleo de Inovação Tecnológica (NIT/Unifesp). Pollyana destaca que, entre as universidades e as empresas, apesar dos objetivos distintos, há um universo de oportunidades. “A Unifesp tem, em seu portfólio, cerca de 70 depósitos de patentes. A partir deles, é possível negociar com empresas e outras instituições, por meio de mecanismos de transferência de tecnologia. Uma equipe dedicada a essa tarefa pode gerar licenciamentos de tecnologias, que resultam em sistemas de partilha da propriedade intelectual, como royalties. Um royalty com uma empresa farmacêutica, por exemplo, tem potencial para gerar milhões à universidade, valor que pode ser investido em novas pesquisas e bolsas”.

Para avançar, faz-se necessária uma normatização adequada. "Inovação sem riscos, somente com normas e regras bem definidas. Modernizamos processos do NIT/Unifesp e adotamos regulamentações, tais como a resolução 126/2016, que garantem uma interação mais ágil com o setor produtivo, e uma norma de propriedade intelectual (662/2002). Porém, precisamos avançar na organização de processos referentes ao licenciamento, transferência de tecnologia, laboratório multiusuário, prestação de serviço, tópicos que deverão constar na política de inovação”, afirma.

Nas próximas páginas, o leitor poderá acompanhar algumas dessas pesquisas de perto e entender o seu funcionamento, sempre mantendo no horizonte o imperativo de converter essas ideias, invenções e patentes em produtos úteis para a universidade pública e para a sociedade.

*Dados de 12 de maio de 2017. Fonte: Intranet/Unifesp.

Gráfico - Dispêndios nacionais em pesquisa e desenvolvimento
Publicado em Edição 08