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www.egc.ufsc.br • 11/04/23© •

A CÉLULA COMPUTACIONAL“Existe relação entre BIOLOGIA e

INFORMÁTICA, entre VIDA e COMPUTAÇÃO.

Tenho certeza de que na interfacxe entre essas disicplinas grandes descobertas estão à espera de quem procura por

elas.”(Leonardo Adleman)


Estudo da forma como CÉLULAS usam as informações contidas

nos genes


Mudanças quanto ao estudo das células


1)O DNA de uma célula contém informações suficientes não só para fabricar um ser humano, como também para manter um ser humano funcionando durante toda a vida

2)O DNA é uma molécula especializada em armazenar informações.

3)Em termos computacionais, o DNA desempenha o papel de um disco rígido, armazenando informações de forma permanente.


INFORMAÇÃO e EVOLUÇÃO

1)Ciência Biológica2)Ciência Física3)Informação e Vida eram uma

combinação natural


A VIDA COMO UMA COMPUTAÇÃO

•Laura Landweber•Artigos com assuntos

interessantes e originais•Com uma perfeita combinação

entre – PENSAMENTO CRITATIVO e RIGOR MATEMÁTICO

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A PRÓPRIA BIOLOGIA É UMA COMPUTAÇÃO


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


• “ É uma forma de deixar os algoritmos lutarem uns com os outros e considerar vitorioso o algoritmo que produza as soluções de forma mais rápida ou mais eficiente.”


• “ O ponto principal é que apenas 5% das seqüências conhecidas de DNA do nosso genoma codificam proteínas;

•os outros 95% ainda são um mistério”, lembra Laura


• Os CILIADOS eliminam o DNA residual, ou seja, os 95% e todo o investimento em pesquisa está em cima desse residual;

• Os Ciliados fazem essa divisão, computando, pois possuem dois núcleos ao invés de um;

• 1 deles contém o DNA completo, com resíduo e tudo com um formato de uma fita perfurada, o DNA esticado ao longo de cromossomos


• No outro Núcleo são depositados 2% desse total e é extraída a Proteína.

• Essa separação comparando ao sistema computacional, seria como a DESFRAGMENTAÇÃO


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


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


• “O efeito do ambiente sobre as concentrações e atividades de milhares de proteínas em uma célula é de fato um armazenamento na memória da célula, semelhante ao armazenamento de bits na memória principal de um computador.” (Dennis Bray da Universidade de Cambridge)


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


• As células fazem a mesma coisa: recebem informações do mundo exterior e produzem uma resposta química que controla o seu comportamento.

• Em outras palavras, as células regulam seu metabolismo não só pela troca de energia entre moléculas – isto é, através de reações químicas – mas também por um sofisticado sistema de processamento de informação.


• Não é possível substituir um coração doente por um Pentium.

• Entretanto, conhecendo a forma como a informação ´pe processada pelas células, os médicos podem desenvolver melhores estratégias biológicas para resolver problemas específicos, como o funcionamento inadequado do sitema beta-adrenérgico.

• Um exemplo é a insuficiência cardíaca congestiva. Graças ao sistema de processamento dos receptores beta-adrenérgicos, o corpo envia mais adrenalina para um coração doente. Os médicos também podem injetar adrenalina ou drogas em um coração doente para melhorar seu desempenho


Em sentido biológico profundo, computador é tão essencial para a vida como comer e respirar.


Existe, naturalmente, um exemplo ainda mais óbvio de computação na biologia...

O CÉREBRO


• Seria um absurdo falar de processamento da informação na biologia sem discutir o melhor processamento de informação que existe!


• “Os sistemas nervosos...são eles próprios computadores naturais – orgânicos na estrutura, analógica na forma de representar a informação e paralelos na arquitetura de processamento.

• Representam aspectos e relações do mundo real e permitem que um animal se adapte ‘as circunstâncias.

• São um tipo de computador cujo “modus operandi” ainda não conhecemos.” (Patricia Sejnowiski)


• O CÉREBRO não é uma máquina de circuitos fixos, mas uma fábrica sofisticada e flexível de produtos químicos, que constantemente se reorganizará ‘a luz de novas experiências.


• “Contrariamente à idéia de uma mesa telefônica digital, fixa, imutável, estamos começando a apreciar a extraordinária flexibilidade do CÉREBRO.” (Ira Black)


A neurociência computacional tem uma espécie de dupla personalidade:

1. De um lado, as idéias computacionais podem ajudar os cientistas a compreender o modo como os neurônios do cérebro associam para criar pensamento e comportamento.

2. De outro, a compreensão do modo como o cérebro computa pode ajudar os cientistas de computação a projetar melhores computadores.


Basicamente, o campo é...

COMPUTACIONAL


1. No uso de computadores para simular neurônios2. No uso desses modelos para estudar o modo como

os neurônios computam.


REDES NEURAIS

• Conjuntos de neurônios artificiais interligados para formar redes complexas (muitas vezes, essas redes não são realmente construídas, mas apenas simuladas em computador)


• As REDES NEURAIS se Baseiam em uma idéia simplificada do modo como o cérebro funciona.

• As REDES NEURAIS podem ser úteis em algumas aplicações práticas, mas pouco têm a ver com o funcionamento do cérebro.

• Simulações de neurônios pelos NEUROCIENTISTAS.


As pessoas não pensam como os

computadores computam...


•O PENSAMENTO AINDA É UM GRANDE MISTÉRIO

PARA A CIÊNCIA!!!


O COMPUTADOR NÃO COMPREENDE O QUE

ESTÁ FAZENDO!


• O pensamento, como os computadores, lida com informações e portanto envolve a manipulação dos símbolos que representam essas informações.

• Isso significa que o pensamento é computacional e não dinâmico.

• O pensamento, de forma geral, a consciência, é simplesmente o resultado do movimento da matéria ou ´´e de representar e manipular a informação?

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