Conferencias invitadas
Conferencias invitadas confirmadas:
Huellas cerebrales de los cambios de una memoria consolidada: un estudio en humanos
Dra Luz Bavassi (IFIBYNE, UBA - CONICET)
La capacidad de almacenar y evocar información es una de las funciones más intrigantes del sistema nervioso. Las memorias modelan el comportamiento, la toma de decisiones y hasta influyen en las interacciones sociales. La información guardada debe mantenerse en el tiempo pero, a su vez, debe ser flexible para adaptarse al día a día. El proceso por el que una memoria consolidada logra actualizar su contenido y/o su fuerza se conoce como Reconsolidación. Este proceso ha sido demostrado en una gran variedad de animales así como en diferentes tipos de memorias. Más allá de la importancia que tiene este proceso tanto en aplicaciones clínicas como pedagógicas poco se sabe de cuáles son los mecanismos cerebrales involucrados cuando se trata de seres humanos. Para dar un paso adelante en esta línea, proponemos una serie de experimentos que utilizan abordajes provenientes de la psicología experimental y de la neurobiología. Basándonos en que los procesos por el que transita la memoria dependen de la activación coordinada de diferentes regiones del cerebro y la comunicación entre ellos, utilizamos herramientas de la Teoría de Redes para caracterizar la actividad cerebral involucrada en la reconsolidación de la memoria.
Criticalidad celular
Dr Sergio Cannas (IFEG, CONICET - UNC)
La red mitocondrial constituye una estructura de vital importancia para el funcionamiento celular en la mayoría de los organismos eucariotas. Dicha red se encuentra constituida por algunas decenas de miles de organelas de forma tubular, organizadas en forma de clusters de diferentes tamaños en constante evolución. La dinámica de este sistema se encuentra gobernada por la competencia entre dos procesos opuestos de fisión y fusión entre organelas y resulta en un proceso estocástico estacionario. En este trabajo presentamos un conjunto de evidencias experimentales y teóricas de que dicho proceso dinámico presenta las características de un fenómeno crítico. Mas aun, nuestros resultados resultan consistentes con un fenómeno critico en la clase de universalidad de percolación estándar en 2D, lo cual resulta en acuerdo con diversos resultados que indican que la red mitocondrial presenta una estructura básicamente bidimensional.
Pronosticando la dinámica de sistemas complejos mediante el Principio de Máxima Entropía
Dr Hugo Fort (UdelaR, Uruguay)
Mostramos como se puede utilizar el Principio de Máxima Entropía (MaxEnt) para inferir la matriz de interacciones entre entidades de un sistema (compañías de un mercado, especies de un ecosistema, etc.) conectadas por una red compleja de interacciones cuyos coeficientes de interacción entre pares no se conocen. Ilustramos con ejemplos de la vida reales cómo esto permite diferentes aplicaciones tales como la detección de la estructura de comunidades y alertas tempranas de colapsos.
Transición vítrea en la compactación de una columna granular, energía efectiva y fluctuaciones de densidad
Dra Paula Gago (Imperial College London, Gran Bretaña)
Los materiales granulares se encuentran de forma casi omnipresente en la naturaleza, la industria y la vida cotidiana. Estos materiales son famosos por su comportamiento anti-intuitivo: segregación de granos de diferente tamaño al ser agitados, aumento de volumen del sistema al ser “comprimido”, o el llamado efecto Janssen, donde la presión en las paredes de un silo no es hidrostática, sino que se mantiene mayoritariamente constante. Tal vez el más familiar de los comportamientos de este tipo de sistemas es la compactación de una pila granular cuando es sometida a golpes discretos (como cuando se llena un salero). En 1997, el llamado grupo de Chicago demostró experimentalmente [1] que este tipo de perturbación tiene el potencial no solo compactar, pero también de dilatar la columna granular. La densidad de la columna resulta así una función de la intensidad de perturbación aplicada y esta dependencia puede ser considerada reversible. El protocolo de perturbaciones utilizado en el experimento de Chicago permitió crear configuraciones estáticas, mecánicamente estables, de granos con propiedades mecánicas estadísticamente equivalentes. La existencia de este tipo de “ensamble” es una de las premisas en el estudio y validación de la mecánica estadística de materiales granulares propuesta por Sam Edwards casi 10 años antes [2]. Sin embargo, la falta de una definición de “temperatura granular” que permita “unificar” la respuesta de diferentes sistemas a un dado estímulo, ha limitado el avance de estos estudios. En esta charla revisitamos el experimento de Chicago mediante simulaciones numéricas. Mostraremos como una medición local de la evolución de energía cinética de los granos durante la perturbación [3] permite definir una energía efectiva actuando sobre el sistema, que promete a su vez servir como parámetro cuantitativo de las propiedades macroscópicas de la columna en reposo. Mediante la aplicación de diferentes protocolos de variación continua de la intensidad de la perturbación discreta mostraremos que, aunque para altas intensidades el estado del sistema es independiente del protocolo aplicado (reversible), para bajas intensidades de perturbación, las variables macroscópicas del sistema se vuelven una función tanto de la intensidad de la perturbación como del protocolo, es decir el estado del sistema se corresponde con el comportamiento vítreo [4]. Discutiremos cómo la curva de densidad obtenida en el experimento de Chicago representa un caso extremo del sistema atravesando esta transición vítrea y analizaremos el comportamiento de las fluctuaciones de densidad en la región de transición.
[1] Nowak, E. R., et al. "Reversibility and irreversibility in the packing of vibrated granular material." Powd. Tech. 94.1 (1997): 79-83.
[2] Edwards, Sam F., and R. B. S. Oakeshott. "Theory of powders." Phys. A 157.3 (1989): 1080-1090.
[3] Gago, Paula A., and Stefan Boettcher. "Density fluctuations in granular piles traversing the glass transition: A grain-scale characterization via the internal energy." Sci. Adv. 8.2 (2022): eabl6304.
[4] Gago, Paula A., and Stefan Boettcher. "Universal features of annealing and aging in compaction of granular piles." PNAS 117.52 (2020): 33072-33076.
¿Qué podemos aportar desde la física al estudio del movimiento y del comportamiento animal?
Dra Karina Laneri (FiEstin, CAB - CONICET)
Esta pregunta, que me hice ya hace algunos años, me llevó a explorar distintos caminos para el estudio de poblaciones de animales. Por un lado el camino de la modelización matemática y las simulaciones, por otro el del ajuste de los modelos a los datos y más recientemente el del desarrollo de los sensores para realizar el trabajo de campo. Voy a contarles sobre algunas poblaciones de animales en las que vine trabajando hasta ahora junto a mi equipo de investigación interdisciplinario, y los desafíos que se nos fueron presentando. En particular, mostraré nuestros resultados de la medición con radiotelemetría y la caracterización del movimiento del monito del monte (Dromiciops gliroides), un marsupial de la Patagonia en estado vulnerable de conservación. Hablaré también de nuestros recientes hallazgos sobre el movimiento de la tortuga terrestre (Chelonoidis chilensis), que también se encuentra en estado vulnerable debido a la destrucción de su hábitat y en gran medida al tráfico ilegal de mascotas. En ambos casos, caracterizamos y analizamos sus trayectorias, utilizando dispositivos de localización diseñados y desarrollados por nuestro equipo para cada especie particular. Finalmente les contaré sobre algunos desafíos que se nos plantean a futuro, como el seguimiento de abejorros y de lagartijas.
Mediciones experimentales y simulaciones micro-magnéticas de estructuras microscópicas
Dr Federico Romá (INFAP, UNSL - CONICET)
Mediante métodos físicos o químicos es posible sintetizar diferentes tipos de estructuras magnéticas microscópicas. Tales procedimientos permiten obtener muestras constituidas por una gran cantidad de estos entes los cuales, en muchos casos, se aglomeran para formar un patrón desordenado y compacto. Por este motivo, los datos experimentales obtenidos usando técnicas estándares, sólo dan cuenta del comportamiento colectivo de dichas muestras y no permiten inferir fácilmente las características físicas de sus componentes básicos. En esta charla se describirán algunos métodos experimentales que se utilizan para estudiar estructuras magnéticas microscópicas en forma aislada, y se discutirán las ventajas y dificultades asociadas a este tipo de experimentos. A su vez, se detallará cómo se realizan simulaciones micro-magnéticas con el objeto de analizar, usando modelos simples, los resultados obtenidos en estas mediciones. Finalmente, se mostrará que a partir de este tipo de investigaciones es posible inferir algunas características físicas de estas micro-estructuras que, de otra manera (empleando procedimientos estándares), serían muy difíciles de determinar.