Estudo por simulação computacional dos efeitos da esclerose lateral amiotrófica no comportamento dinâmico de modelos matemáticos de neurônios motores inferiores

Resumo

A modelagem matemática e a simulação computacional têm sido utilizadas na área de neurociências para fornecer subsídios teóricos/conceituais acerca dos mecanismos envolvidos no funcionamento do sistema nervoso. Especificamente, o desenvolvimento de modelos matemáticos de motoneurônios alfa (MNs) têm possibilitado estudos sobre o comportamento dinâmico de células individuais, mimetizando diferentes condições experimentais, além do desenvolvimento de núcleos motores completos que permitem investigações sobre o controle da força muscular. Recentemente, alguns estudos propuseram modelos matemáticos complexos de MNs com características morfológicas, biofísicas e eletrofisiológicas de modelos animais da esclerose lateral amiotrófica (ELA). Estes modelos têm auxiliado no entendimento de diferentes mecanismos responsáveis pelo início e a progressão desta patologia neurodegenerativa, que afeta especificamente os neurônios motores. Neste projeto, o objetivo é desenvolver novos modelos matemáticos de MNs biologicamente plausíveis e computacionalmente eficientes, que possuam as principais características geométricas, eletrotônicas e eletrofisiológicas de modelos animais da ELA. Estes novos modelos permitirão um avanço no conhecimento dos mecanismos da ELA que operam em um nível celular. Além disso, por serem computacionalmente eficientes, eles poderão ser utilizados futuramente em modelos multi-escala do sistema neuromuscular, possibilitando novos estudos teóricos sobre o controle/geração da força muscular em pacientes acometidos por ELA.