Podcast A Matemática do Cérebro de A Matemática do Cérebro

Na física, o chamado ponto crítico é aquele ponto limite entre transições de fase — onde a água líquida e gasosa existem simultaneamente, por exemplo. No nosso cérebro, a atividade das nossas redes de neurônios tende a se manter também em um ponto crítico. Nem ativas demais, como em um ataque epiléptico, nem ativas de menos, como no caso de um coma. Um estudo realizado por pesquisadores no CEPID-NeuroMat, usando simulações computacionais de redes de neurônios, mostrou que a arquitetura das nossas redes — a forma como elas se organizam — tem um papel importante em fazer com que o nosso cérebro se mantenha em estado crítico. No episódio de hoje, os autores Antonio C. Roque e Flavio Rusch comentam o artigo, publicado na revista communications physics. Link do artigo: https://doi.org/10.1038/s42005-025-02074-5

Uma das principais técnicas de estimulação cerebral, a estimulação magnética transcraniana foi criada pelo britânico Anthony Barker na década de 80. Ela foi descrita inicialmente em 1985 na forma de carta ao editor da revista americana The Lancet e, de lá para cá, tem se desenvolvido cada vez mais, não só como ferramenta de pesquisa, mas também de diagnóstico e tratamento de doenças neurodegenerativas, como a Doença de Parkinson, e distúrbios psiquiátricos como depressão e esquizofrenia. Quase quarenta anos depois dessa publicação inicial, o mesmo formato de carta ao editor foi adotado por pesquisadores do CEPID NeuroMat para descrever uma plataforma robótica desenvolvida para aplicar, de maneira confortável, acessível e automatizada, a essa mesma técnica. Dois dos autores, Victor H. Souza e Oswaldo Baffa, diretor do NeuroMat, falam sobre o assunto. Link do artigo: https://doi.org/10.1016/j.brs.2024.03.022 Link da carta de Anthony Barker: https://doi.org/10.1016/s0140-6736(85)92413-4 Capa do álbum The 2nd…

A detecção precoce da doença de Parkinson é essencial para que seja possível retardar algumas das complicações decorrentes dela. A instabilidade postural é um dos sintomas que costumava ser associado a estágios intermediários da doença, mas estudos recentes mostram que ela pode ser detectada, deforma mais sutil, também nos estágios iniciais, auxiliando no diagnóstico. Maria Elisa Pimentel Piemonte e Gabriel Venas (in memorian) falam sobre um índice capaz de detectar, a partir de análises feitas utilizando um software livre, instabilidade postural precoce em pacientes com Doença de Parkinson. Link do artigo: https://doi.org/10.3389/fneur.2023.1243445 Episódios sobre o jogo do goleiro: O Jogo do Goleiro: https://podcast.numec.prp.usp.br/o-jogo-do-goleiro/ Árvores de contexto, futebol e o Jogo do Goleiro:https://podcast.numec.prp.usp.br/%C3%A1rvores-de-contexto-futebol-e-o-jogo-do-goleiro/

O plexo braquial é uma estrutura de nervos que sai da medula espinhal, na altura do pescoço, e desce pelo ombro e pelo braço, sendo responsável pelas funções de movimento e sensibilidade dessas partes do nosso corpo. Lesões nessa região comuns após acidentes de moto, além de comprometer a sensibilidade e o movimento, estão fortemente associadas à dor crônica. Neste episódio, Fernanda Figueiredo Torres e Cláudia Vargas falam sobre o estudo que buscou entender as mudanças nas funções sensório-motora na face e na mão associadas a essa lesão e sua relação com a dor crônica. --- Link do artigo: https://doi.org/10.3389/fnins.2023.1221777 Vídeo do ator Martin Sheen para a ONG UBPS: https://www.youtube.com/watch?v=Ib7F-DRnHTs

O Jogo do Goleiro foi idealizado e desenvolvido no NeuroMat a partir de 2014, inspirado pela Copa do Mundo que acontecia no Brasil naquele ano. Disponível em código aberto, a ferramenta tem como objetivo a coleta de dados sobre a capacidade do nosso cérebro de detectar padrões. Neste episódio, Cláudia Vargas e Paulo Cabral-Passos abordam a ferramenta a partir de um estudo, realizado à distância durante a pandemia, que trabalhou com os dados dos tempos de resposta dos participantes. Link do artigo: https://doi.org/10.1038/s41598-024-58203-7 Episódio “Cérebro, Predições e Mágica”: https://podcast.numec.prp.usp.br/cerebro-predicoes-e-magica/ Jogue o Jogo do Goleiro: https://game.numec.prp.usp.br/

Fazemos estatística para entender o mundo. Seja durante o trânsito ou ouvindo música, nosso cérebro está o tempo todo realizando pequenas predições com base no ambiente ao nosso redor. É com base nessa ideia que um grupo de pesquisadores do CEPID NeuroMat realiza seus experimentos — é a linha de pesquisa do Cérebro Estatístico. Neste episódio, falam sobre o assunto Cláudia Vargas e Fernando Najman. Eles publicaram, em 2025, um estudo que busca entender como o cérebro detecta padrões em batidas musicais. Link do artigo: https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1012765

Os neurônios são mais do que uma micro-estrutura biológica, eles formam uma rede complexa que é essencial para o funcionamento do sistema nervoso. Neste episódio do podcast, os pesquisadores do CEPID NeuroMat revelam diversas facetas dos neurônios, desde seu funcionamento, à forma como ele se conectam, como suas atividades são medidas e até lesões que prejudicam o funcionamento do cérebro.

Quais são os processos envolvidos no aprendizado? Neste episódio do podcast, os pesquisadores do NeuroMat mostram como as áreas da neurociência e da matemática estão tentando desvendar a forma como o cérebro aprende. Eles também comentam como estes processes estão relacionados com a inteligência artificial.

A partir de uma perspectiva interdisciplinar, a equipe do NeuroMat fala sobre os diferentes tipos de memória, como aquilo que acontece no passado influencia as decisões presentes e doenças que podem afetar a memória.

Como a ciência define o cérebro? A peça central do sistema nervoso é um dos principais frutos de investigação científica das últimas décadas. Neste episódio de “A Matemática do Cérebro”, quatro pesquisadores do CEPID NeuroMat, cada um de uma área do conhecimento, explicam o que é o cérebro a partir dos pontos de vista da neurociência, da biologia e da ciência da computação.

Neste episódio do podcast "A Matemática do Cérebro", os pesquisadores do NeuroMat Jorge Stolfi e Arthur Valencio discutem sobre cérebro e computadores. Eles falam das semelhanças e diferenças entre os dois, a interface homem/máquina, como a computação ajuda nos estudos da neurociência e também sobre pesquisas que são desenvolvidas nessas duas áreas, como o trabalho que o Hospital das Clínicas faz com a Doença de Parkinson.

Neste episódio do podcast, os pesquisadores do NeuroMat Antonio Carlos Roque e Daniel Yasumasa Takahashi falam sobre a seleção estatística de modelos. Trata-se de um processo para a identificação de regularidades a partir de dados que não apresentam ação coletiva perceptível a olho nu. Eles discutem como esse processo pode ser usado no estudo do cérebro.

Você sabia que o CEPID NeuroMat criou um jogo online de futebol? Ele é um experimento, em forma de jogo, concebido a partir de uma ideia de Antonio Galves. Neste episódio nós conversamos com a Maria Elisa Pimentel Piemonte e o Rafael Bassi Stern, pesquisadores do Neuromat, sobre O Jogo do Goleiro. Os dois escreveram recentemente um artigo sobre o uso desse aplicativo para a avaliação precoce da Doença de Parkinson. Eles falam sobre seu funcionamento, as ferramentas matemáticas que estão por trás dele, como está relacionado com o processo de aprendizagem do cérebro e como ele é utilizado em estudos sobre o Parkinson. Caso tenha interesse em jogar, é só acessar este link: https://game.numec.prp.usp.br/

Uma das principais conjecturas analisadas no NeuroMat é de que o cérebro faz predições a partir de seleção de modelos estatísticos. No primeiro episódio da segunda temporada, nós conversamos com dois pesquisadores do NeuroMat, a bióloga Claudia Domingues Vargas e o físico (e mágico) Marco Dimas Gubitoso, para entender o que são as predições que o cérebro é capaz de fazer, experimentos que ajudam a mostrar esse fenômeno e como a mágica se aproveita dessa capacidade na hora dos truques.

Os pesquisadores principais do CEPID NeuroMat, Antonio Carlos Roque e Fernando da Paixão, e a doutoranda Cecília Romaro comentam como o supercomputador do Laboratório de Simulação (SimLab), na USP de Ribeirão Preto, faz simulações de alta performance para prever eventos neurais no cérebro e como isso contribui para a realização de modelos estocásticos.

Uma das linhas conceituais Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão em Neuromatemática é o trabalho com redes neurais. Neste episódio, os pesquisadores principais do CEPID, Oswaldo Baffa Filho e Claudia Domingues Vargas, definem o trabalho do NeuroMat no desenvolvimento de novos equipamentos TMS (Estimulação Magnética Transcraniana), que estimulam o cérebro por meio de campos eletromagnéticos.

A Latin American School on Computational Neuroscience (LASCON), realizada no CEPID NeuroMat, é uma das mais importantes escolas de neurociência do mundo. Antonio Roque, organizador do evento, explica como a LASCON oferece um treinamento teórico e prático avançado para alunos de graduação e pós-graduação em ferramentas matemáticas e computacionais para modelagem e análise neural.

O Centro de Pesquisa Inovação e Difusão em Neuromatemática encontrou uma forma original e eficaz de promover a difusão científica por meio da plataforma Wikipedia. O coordenador de difusão do Neuromat, Fernando da Paixão, e o supervisor de comunicação, João Peschanski, discutem a iniciativa para disseminar a ciência online.

O objetivo central do Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão em Neuromatemática é desenvolver a nova matemática necessária para formular conceitualmente os fenômenos neurobiológicos. O coordenador do NeuroMat, Antonio Galves, define e discute a construção de um quadro conceitual para a neurobiologia.

A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo é indissociável da trajetória da ciência brasileira, revela Carlos Henrique Brito Cruz, diretor científico da FAPESP. Em entrevista a Antonio Galves e Eduardo Vicente, do CEPID NeuroMat, Brito Cruz fala dos desafios do financiamento da pesquisa num processo de formação de um consenso sobre a necessidade para o país de fomentar o progresso científico.