Biofísica

• Diagnosticar l'Alzheimer
• Evitant la mort sobtada cardíaca
• Un pulmó computacional per estudiar la tuberculosi
• Electrocardiogrames amb una bàscula
• Melanomes en 3D
• Aturar la malària
• Com parlen les neurones?
• Membranes cel·lulars a l'ordinador

Ves a l'inici

Diagnosticar l'Alzheimer (Antoni Pons)

És possible "veure com pensem" si podem detectar els petits corrents que es produeixen a les neurones. Malauradament, per fer això només podem aplicar detectors al cap del pacient: accedir a l'interior del cervell sense danyar-lo és gairebé impossible. Però el que es pot fer és simular com seria la senyal al seu interior en diversos casos, i d'aquí deduir el que passa a dintre. Això permetrà diagnosticar l'Alzheimer en un estadi molt precoç, i començar amb el tractament el més aviat millor. Si cliques aquí veuràs ampliada la imatge animada de la dreta.

DONLL - Grup de Dinàmica No Lineal, Òptica No Lineal i Làsers

Evitant la mort sobtada cardíaca (Blas Echebarria)

La mort sobtada cardíaca te lloc, en molts casos, quan la transmissió de l'impuls elèctric que desencadena la contracció en el cor es torna desordenada. D'aquesta manera s'impedeix un correcte bombejament de la sang. Aquesta situació, que s'anomena fibril·lació, pot provocar la mort en pocs minuts.

Al grup de recerca NOLIN estudiem com es produeix aquesta transició a la fibril·lació mitjançant models matemàtics que donen compte de la propagació del senyal elèctric. Entre altres temes estudiem patologies com la síndrome de Brugada, els alternants cardíacs, la dinàmica del calci intracel·lular, o l'acoblament entre la propagació elèctrica i la contracció del teixit cardíac.

NOLIN - Grup de Física No-lineal i de Sistemes Fora de l'Equilibri

Un pulmó computacional per estudiar la tuberculosi (Clara Prats)

La tuberculosi és una malaltia sovint oblidada amb una alta incidència arreu, fins i tot en grans ciutats com Londres o Barcelona. Tan sols un 10% de les persones que es contagien amb Mycobacterium tuberculosis acaben desenvolupant la malaltia. Aquest fet està estretament vinculat a la dinàmica del bacil als pulmons: com es produeix la disseminació del bacil per l’arbre bronquial? Quines són les limitacions físiques al creixement de les lesions a les diverses zones dels pulmons? Quines són les condicions que propicien que el creixement del bacil als lòbuls superiors dels pulmons sigui un factor desencadenant de la malaltia? Aquestes i altres preguntes són les que intentem resoldre al grup de recerca MOSIMBIO amb un pulmó computacional en col·laboració amb la Unitat de Tuberculosi Experimental (UTE) del Grup de Microbiologia Clínica i Patologia Infecciosa Experimental de la Fundació Institut d’Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol.

MOSIMBIO - Grup de Simulació i Modelització de Sistemes Biològics

Electrocardiogrames amb una bàscula (Oscar Casas)

Actualment, a la UE més 6 milions de persones pateixen insuficiència cardíaca. I per a l'any 2020 es preveu que 20 milions de persones majors de 60 anys estaran en situació de dependència. Tots ells poden beneficiar-se molt de la televigilància i telesupervisió preventiva.

Al grup ISI investiguem com fer mesures de senyals fisiològics mitjançant l'ús de mètodes no intrusius o un amb mínim contacte amb la pell. Actualment obtenim electrocardiogrames i mesurem el ritme cardíac i el respiratori en cadires i en bàscules de bany. I estem treballant per poder mesurar variacions de la pressió arterial i la despesa cardíaca per avaluar canvis en la circulació perifèrica utilitzant elements com un estora, un coixí, o fins i tot al plat de la dutxa.

ISI - Instumentation, Sensors and Interfaces group

Melanomes en 3D (Santi Royo i Meritxell Vilaseca)

Degut a l’exposició a llum solar, una de cada 5 persones desenvoluparà algun tipus de càncer de pell durant la seva vida, i una de cada 33 es veurà afectada per un melanoma, el càncer de pell més agressiu. La taxa de supervivència a 5 anys millora significativament si la patologia es detecta i tracta a temps. Tanmateix, cal una millora significativa de les eines de diagnòstic actuals.

El Centre de Desenvolupament de Sensors, Instrumentació i Sistemes (CD6) participa en el projecte europeu diagnoptics per construir una plataforma multimodal que inclou tecnologia d’imatge 3D i multiespectral, interferometria làser i microscòpia confocal, per tal d'aconseguir imatges digitals que permetin descartar les lesions benignes de les malignes, aconseguir un diagnòstic més precoç i reduir al mínim l’escissió de teixit sa al voltant de la lesió quan es realitza cirurgia.

CD6 - Centre for Sensors, Instruments and Systems Development

Aturar la malària (Daniel López)

La malària causa encara un milió de morts anuals al món, sobretot entre la població infantil dels països més empobrits, i significa una gran càrrega per a les zones afectades. El control i l'eradicació de la malaltia requereix un gran esforç i la combinació de múltiples estratègies de prevenció, control i cura.

Al grup de recerca MOSIMBIO treballem en diversos àmbits de la lluita contra la malària mitjançant la modelització i simulació de diversos sistemes, des del cultiu del paràsit per tal de comprendre'n la dinàmica i fer assajos farmacològics, fins a la propagació de la malaltia per tal de dissenyar estratègies de control epidemiològic.

MOSIMBIO - Grup de Simulació i Modelització de Sistemes Biològics

Com parlen les neurones? (Enric Alvarez-Lacalle)

Perquè el nostre cos funcioni bé, les cèl·lules, no només han de parlar entre lles per tal de decidir què fer, sinó que també han adonar-se i marcar internament quin és el moment de fer-ho. Quan parlen entre elles ho poden fer de moltes maneres: enviant-se senyals químics, senyals elèctrics, o, fins i tot, utilitzant el contacte directe. A vegades, es comuniquen a distàncies curtes fent un petit comentari a la del costat, d’altres intenten cridar perquè tothom s'assabenti d'alguna bona nova. Si aquest món dels senyals deixa de funcionar correctament, les neurones deixen de fer la seva feina, les cèl·lules dels músculs no es contrauen adequadament o les del fetge no netegen el cos com cal.

Al cardio dynamics lab del grup de recerca NOLIN investiguem com les cèl·lules del cor utilitzen el calci per coordinar-se i col·laborem amb el Neurophysics Group per entendre què utilitzen les neurones per autoorganitzar-se. Estem especialment interessats en aprendre propietats generals de la comunicació i investigar en quins punts d’aquesta comunicació alguna variable pot funcionar malament.

NOLIN - Grup de Física No-lineal i de Sistemes Fora de l'Equilibri

Neurones vistes amb un microscopi

Membranes cel·lulars a l'ordinador (Jordi Martí)

Les membranes cel·lulars , també anomenades plasmàtiques, són estructures complexes que embolcallen les cèl·lules, contenint el citoplasma i tots els orgànuls cel·lulars (mitocondris, nucli, lisosomes, ribosomes, ...). El transport de substàncies a través de la membrana cel·lular és d’una importància fonamental per la vida humana. Els principals components de les membranes cel·lulars humanes són: lípids, colesterol i proteïnes, envoltats per solucions aquoses formades principalment per aigua i sals. Els fosfolípids són molècules amfifíliques amb un cap hidrofílic i una o dues cues lipofíliques (i hidrofòbiques).

Al grup de recerca SIMCON simulem amb l'ordinador, mitjançant el mètode de la dinàmica molecular, models microscòpìcs  de membranes formades per lípids i colesterol en solució electrolítica, i analitzem les seves propietats estructurals i dinàmiques. En particular ens centrem en l’anàlisi d’esdeveniments poc freqüents com les migracions d’aigua i ions a través d’ella.

SIMCON - Grup de Recerca de Simulació per Ordinador en Matèria Condensada