quarta-feira, 23 de junho de 2010

ENGENHARIA DO CORPO HUMANO

INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS DO CORPO HUMANO


Depois de exercer a profissão de engenheiro em diferentes áreas da engenharia, fui fazer o mestrado em engenharia biomédica na COPPE/UFRJ. Uma disciplina obrigatória, para nós engenheiros, era fisiologia . Ao me deparar com essa matéria pude perceber e atestar que nós engenheiros estamos longe de praticar uma engenharia que se aproxime daquela encontrada nos sistemas orgânicos e complexos do corpo humano.Observamos que todos os órgãos têm suas funções e operações, bem definidas, para cumprir um plano que se aproxima do divino.

Dentre os sistemas estudados gostaria de destacar aqueles que me chamaram mais atenção quando correlacionados com os da nossa engenharia:


1- Sistema Cardiovascular : formado por 2 bombas paralelas (coração) , bombeai sangue através de tubulações elásticas, de diâmetros variáveis, que recebem a denominação de artérias, arteríolas e capilares. Como toda bomba convencional precisa de um motor para aciona-la (motor elétrico, diesel, a gasolina, etc), no caso do coração, o que faz a sua movimentação é um gerador de eletricidade colocado no nódulo sinoatrial, que produz regularmente uma corrente elétrica, cuja função é a de provocar a contração das 4 câmaras do coração (2 átrios e 2 ventríloquos), resultando na ação de bombear. Depois da contração, a corrente elétrica desaparece e as 4 câmaras relaxam (diástole), para receberem mais sangue. Quando a câmara está cheia, a corrente elétrica surge novamente e o coração volta a se contrair (sístole); em condições normais, a média desse ciclo é de 70 vezes por minuto, que muitos chamam de freqüência cardíaca, pulsação, ou batida do coração. Esse sistema funciona automaticamente, e com perfeição; se o homem precisa receber mais sangue, ao fazer exercício por exemplo, a freqüência cardíaca aumenta para bombear mais. Impressionou-me nesse sistema a elasticidade das tubulações; ao invés dos sistemas tradicionais da engenharia, onde os tubos são rígidos (canos), essas tubulações são elásticas. Por que? Como o sangue precisa de tempo para entregar os nutrientes às células, através dos pequenos vasos (capilares), a pressão do coração provoca um aumento nos diâmetros dos vasos, elevando a sua energia potencial, para utiliza-la no devido tempo. As equações matemáticas que regem a dinâmica do sangue (hemodinâmica) são muito mais complexas que as dos sistemas tradicionais da engenharia, que trabalham com tubos rígidos e líquidos que obedecem as leis de Newton. Se ocorrer, por acidente, um furo na tubulação, o cérebro manda uma ordem para que haja uma vasoconstrição (diminuição do diâmetro do vaso) com redução da vazão; uma outra ordem faz diminuir a pressão; nesse momento, plaquetas, junto ao orifício, procuram estancar o vazamento. A organização desse sistema é perfeita. Não se tem na engenharia nenhuma moto - bomba que funcione ininterruptamente, durante meses ou anos, sem que se pare para fazer manutenção. O sistema cardiovascular poderia funcionar, sem parar, por mais de 100 anos, se o homem não o agredisse tanto. São exemplos de agressão: a) excesso de gordura – ao se depositar nas paredes dos vasos elas diminuem a seção transversal, fazendo com que o coração aumente a pressão para manter a quantidade de sangue exigida pelos tecidos e órgãos; a gordura depositada forma o que se chama de trombo; se este, cresce e fecha o vaso tem-se uma trombose do órgão que deixou de receber o sangue; se o trombo se solta e cai na corrente sanguínea ele forma um êmbolo; esse ao encontrar um vaso de diâmetro menor, fecha - o, provocando uma embolia. b) fumo - esse agente agressor provoca vasoconstrição, diminui fluxo de sangue (isquemia), podendo provocar infarto. c) outros fatores relevantes, tão perigosos quanto a gordura e o fumo são o stress e a raiva, que liberam, através da adrenalina, agentes químicos em quantidade, responsáveis também, pela isquemia. Todo esse sistema é monitorado por elementos sensores, que continuamente estão enviando informações para o cérebro através dos neurônios, que por sua vez faz o controle através do sistema nervoso autônomo.

2-
Sistema Pulmonar – responsável pela respiração, função vital para o nosso organismo, tem por finalidade fornecer oxigênio para as células e retirar das mesmas o gás carbônico. Do ponto de vista da engenharia, o pulmão realiza 2 operações: ventilação e difusão; a ventilação nada mais é do que o bombeamento realizado pela caixa torácica, quando realiza a inspiração (entrada do oxigênio) e expiração (saída do gás carbônico); a difusão é a troca gasosa que ocorre entre o ar e o sangue, ao nível de alvéolos e capilares. O gráfico abaixo mostra a engenharia do sistema cárdio - respiratório.. O Homem agride a estrutura pulmonar com o fumo ou respirando ar poluído que ataca os alvéolos, provocando enfisema, que acarreta a diminuição da capacidade respiratória.

3-
Função Renal – quando comparamos essa função com sistemas da engenharia, observamos que o seu grande papel é fazer a filtração do sangue eliminando os rejeitos do metabolismo como uréia, creatinina, ácido úrico e outros, e promover a regulação e equilíbrio dos fluidos e eletrólitos no corpo. A unidade de filtração e regulação é o néfron, que é formado por 2 elementos: túbulos e alvéolos. A filtração se faz pelo mecanismo da osmose reversa. Nenhum equipamento de osmose reversa da engenharia realiza essa operação com tanta precisão como o do corpo humano. As membranas de osmose reversa que se conhece são de curta duração e normalmente, são substituídas de 2 em 2 anos, enquanto o rim pode durar toda uma vida, sem substituição. Infelizmente, esse órgão vem sendo agredido pelo sal e pelas bebidas alcoólicas.


4- Sistema locomotor – as articulações que estão em constante movimento são lubrificadas por um líquido chamado sinovial que elimina o atrito entre elas. Não se conhece um lubrificante tão perfeito quanto esse. Os lubrificantes que se conhece na engenharia têm de ser trocados periodicamente.

5- Enfim, podemos dizer que o corpo humano é formado por sistemas complexos de engenharia, até hoje não alcançados ou reproduzidos pelo homem. Se olharmos o fígado, encontramos nesse órgão o mais perfeito laboratório químico. E os exemplos se sucedem; mas, o grande responsável pelo funcionamento desses sistemas, é o cérebro. Trata-se do mais perfeito computador, com bilhões de memória, que ao receber as informações desse meio de comunicação chamado sistema nervoso controla e integra com perfeição a função de todos os órgãos.

Eng. Francisco Ariosto Holanda

www.ariosto.holanda.nom.br/index.php?...engenharia-do-corpo-humano

RESSONÂNCIA MAGNÉTICA "LEITURA DA MENTE"


O mapeamento do cérebro pode ser capaz de prever o que você vai fazer melhor do que você mesmo, e pode oferecer uma ferramenta poderosa para anunciantes ou autoridades de saúde, visando motivar consumidores, disseram pesquisadores da Universidade da California na terça-feira [22].

Eles descobriram uma forma de interpretar em "tempo real" imagens cerebrais para descobrir se as pessoas que viam mensagens sobre o uso de protetor solar realmente usariam o produto na semana seguinte.

Os exames foram mais precisos do que os voluntários, relatou a pesquisadora Emily Falk e sua equipe ao "Journal of Neuroscience".

"Estamos tentando descobrir se há uma sabedoria escondida no cérebro", afirmou Falk.

"Muitas pessoas decidem fazer certas coisas, mas acabam não fazendo", acrescentou, em comunicado, o professor de psicologia que liderou o estudo, Matthew Lieberman.

Mas com a ressonância magnética funcional [fMRI, na sigla em inglês], Falk e seus colegas foram capazes de ir além das boas intenções para prever o comportamento real.

O fMRI usa um campo magnético para medir o fluxo sanguíneo no cérebro. O exame pode mostrar quais regiões do cérebro são mais ativas em comparação às outras, mas requer uma interpretação cuidadosa.

A equipe de Falk recrutou 20 homens e mulheres jovens para a experiência. Enquanto eles leram e ouviram no scanner fMRI a mensagem sobre a utilização segura do filtro solar, os pesquisadores misturaram outras mensagens, assim as pessoas não adivinhariam sobre o que era o experimento.

"No primeiro dia, antes do exame, cada participante indicou seu uso de protetor solar ao longo da semana anterior, as suas intenções de usar o produto na próxima semana, e suas atitudes em relação ao protetor", escreveu a equipe.

Depois que viram as mensagens, os voluntários responderam a mais perguntas sobre suas intenções, e depois ganharam uma sacola que continha, entre outras coisas, protetor solar.

"Uma semana depois, fizemos uma visita surpresa para descobrir se eles haviam usado o filtro", disse Falk.

Cerca de metade dos voluntários previu corretamente se iria usar protetor solar. A equipe de pesquisa analisou os exames de ressonância magnética para ver se eles poderiam encontrar alguma atividade cerebral que poderia melhorar a previsão.

A atividade em uma área do cérebro, na parte específica do córtex pré-frontal medial, ofereceu a melhor informação.

"A partir dessa região do cérebro, podemos prever para cerca de três quartos das pessoas se elas vão aumentar o uso de protetor solar, sem considerar o que disserem que vão fazer", disse Lieberman.

"É a única região do córtex pré-frontal que sabemos que é desproporcionalmente maior no homem em comparação a outros primatas", acrescentou. "Essa região está associada à autoconsciência e parece ser crítica para pensar sobre si mesmo e sobre preferências e valores."

De acordo com Falk, agora a equipe está à procura de outras regiões do cérebro que possam contribuir para a precisão da técnica.

Enquanto os resultados podem ser importantes para os anunciantes que procuram aprimorar uma mensagem motivacional, eles podem ser igualmente importantes para especialistas em saúde pública que tentam convencer as pessoas a fazerem escolhas mais saudáveis, disse Falk.

A equipe está preparando um relatório sobre experimentos para prever se as pessoas iriam parar de fumar depois de ver mensagens de motivação. Jornal Folha de São Paulo