Tentative Workshop Program


Date
Time Speaker Title
Mon Feb 9
09:30
Organizers
Opening and Welcome
Mon Feb 9

09:45
Karl Sigmund (Vienna)  Modelling public goods games
Mon Feb 9
11:00 
Invited Panelists
Round Table Discussion
Mon Feb 9 14:00
Jerson Lima (UFRJ) Protein conformation diseases
Tue Feb 10 10:30 Martin Nowak (Harvard)
Virus dynamics
Tue Feb 10 13:00
Michael Forger (USP) The search for symmetries in the genetic code: Finite groups.
Tue Feb 10 17:00 Fabio Chalub (Lisboa) A tutorial on game theory (minicourse in portuguese).
Click here for lecture notes
Wed Feb11
10:30
Franziska Michor (Harvard)
Somatic evolution of cancer
Wed Feb11

13:00
José F. Fontanari (IFSC-USP)
Zipf's law, language and population genetics.
Wed Feb11
14:00
Rita Zorzenon (UFPE)
Pattern formation in a model describing the dynamics of HIV infection
Thu Feb 12
10:30
Martin Nowak (Harvard)
Evolutionary graph theory.
Thu Feb 12 13:00
Hyun Mo Yang  (UNICAMP) Epidemiologia matemática de doenças infecciosas de transmissão direta
Thu Feb 12
14:00
Rita Zorzenon (UFPE)
A tutorial on imunology and epidemiology
Thu Feb 12
17:00
Fabio Chalub (Lisboa) A tutorial on game theory (minicourse in portuguese).
Fri Feb 13
10:30
Christoph Hauert (UBC)
Effects of population structures on the evolution of cooperation
Fri Feb 13
13:00
Rita de Almeida (UFRGS)
Information space dynamics for neural networks
Mon Feb16 
10:30
Karl Sigmund  (Vienna)
Evolutionary game theory I (minicourse)
Mon Feb16 
13:00
Fabio Chalub (Lisboa) Introduction to Chemotaxis
Mon Feb 16
14:00
 Yasmin Dolak (Vienna)
An advection-dominated model for chemotaxis
Mon Feb 16
15:00
Peter Markowich (Vienna)
Kinetic Models for Chemotaxis
Tue Feb17
10:30
J. Hofbauer
(Vienna)
Intermingled basins for two species competition systems
Tue Feb17
13:00
Paulo M. Oliveira
(IF-UFF)
Simple Bit-String Speciation Model
Tue Feb 17
14:00
 José Soares Andrade Jr (UFC)
Interplay between geometry and flow distribution in an airway tree
Wed Feb18
10:30
Michael Turelli (UCD)
The consequences of genetic drift on polygenic characters under a general
model of epistasis

Wed Feb18
13:00
Alexandre Colato (IFSC-USP)
Accumulation of mutations in asexual lineages: The Muller's Ratchet
Thu Feb 19
10:30

Karl Sigmund  (Vienna)

Evolutionary game theory II (minicourse)
Thu Feb 19 13:00
Rodrigo Brindeiro (UFRJ)
T.B.A.
Thu Feb 19
14:00
Fernanda Mello (HUCFF-UFRJ)
Mathematical Models - Applications for Tuberculosis Control
Fri Feb 20
10:30
J. Hofbauer
(Vienna)
T.B.A.
Fri Feb 20
13:00
Michael Turelli (UCD)
Polygenic variation maintained by balancing selection:  Pleiotropy, sex-dependent allelic effects and GxE interactions


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Escola de Verão (Curso Nivel de Mestrado)  Biomatemática 2004:

 




Introdução à Modelagem Físico-Biológica 

5 de janeiro a 26 de fevereiro de 2004.
Jair Koiller & Jorge P. Zubelli  
zubelli@impa.br   jair@impa.br

Este curso se destina a uma introdução à modelagem de certos fenômenos físicos e biológicos,  em particular diversas questões  de interesse  em biomatemática ligadas aos sistemas dinâmicos evolucionários. Apresentaremos, simultaneamente a um grande número de aplicações, uma introdução ao ferramental necessário para o entendimento do progresso que vem sendo feito nessas áreas. Este curso servirá também para que alunos de pós-graduação (tanto do IMPA quanto visitantes) se preparem para participar no workshop de biomatemática que será  realizado no final do período de verão do IMPA.

Pré-requisitos: Análise na reta e  cálculo em várias variáveis. 

Nível: Mestrado

Programa:

0. Exemplos de Modelos Físicos e Biológicos por  Equações Diferenciais     e de Diferenças (modelos  determinísticos e estocásticos).

1. Introdução à Teoria Qualitativa de  Equações Diferenciais Ordinárias.
    1.a Existência, Unicidade, Depêndencia Contínua
    1.b Estabilidade.
    1.c Aspectos Geométricos

2. Dinâmica Populacional: O modelo de Lotka-Volterra
    2.a Modelos de predador-presa e de espécies em competição.
    2.b Princípio de Exclusão Competitiva.
    2.c Populações estruturadas por faixas etárias.

3. Teoria de Jogos
    3.a Estratégias evolutivamente estáveis e equilíbrio de Nash.
    3.b Dinâmica do replicador.
    3.c Dinâmica adaptativa.

4. Aplicações à Imunologia.
    4.a Dinâmica do HIV.
    4.b Terapia por Drogas

5. Modelos Espaciais
    5.a Modelagem por equações diferenciais parciais.
    5.b Difusão e transporte. Quimiotaxia. Modelo  de Keller-Segel
    5.c Crescimento de tumores.
   
6. Topicos Adicionais por palestrantes convidados.


Bibliografia:

  • R. May and M. Nowak, Virus dynamics: Mathematical principles of immunology  and virology. Oxford ; New York : Oxford University Press, 2000.

  • J. Hofbauer and K. Sigmund,  Evolutionary games and population dynamics,  Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1998

  • S. Moss de Oliveira et al, Evolution, Money, War, and Computers, B. G. Teubner Stuttgart Leipzig 1999

  • J. D. Murray, Mathematical biology. I, Third edition, Springer, New York, 2002

  • J. D. Murray, Mathematical biology. II, Third edition, Springer, New York, 2003

Eventos Especiais Ligados ao Curso: 

Dia 21/1/2004 - 15:30 - Palestra da Prof.  Suzana Moss de Oliveira

Titulo: Simulacoes de Monte Carlo sobre evolucao e envelhecimento
biologico.
 
Suzana Moss de Oliveira, IF/UFF  suzana@if.uff.br
 
Resumo: O modelo de Penna para envelhecimento biologico foi criado
em 1995 e desde entao, tem sido o modelo computacional mais utilizado
para simular os diversos fenomenos ligados a evolucao biologica.
Ele se baseia na teoria do acumulo de mutacoes e vem explicando com
sucesso porque a reproducao sexuada eh mais vantajosa que a asexuada,
porque especies como a do salmao morrem logo apos a reproducao, porque
existe a menopausa, porque somos diploides e nao triploides, etc...
O "genoma" de cada individuo eh representado por uma ou duas tiras de
bits, dependendo de se a populacao eh haploide ou diploide. Cada bit esta
associado a um periodo de vida do individuo e existe
uma idade minima para a reproducao, ingrediente fundamental para que
se obtenha o envelhecimento (reducao da probabilidade de sobrevivencia
com a idade).
Por utilizar uma estrategia computacional baseada em operacoes logicas
que permitem a manipulacao direta de bits, o modelo admite que sejam
simuladas populacoes de tamanhos equivalentes aos encontrados na
Natureza (milhoes de individuos), de forma simples e rapida.

Dia 28/1/2004 - 15:30 - Palestra do Prof. Jorge S. Sá Martins  (Fisica-UFF)
    


Titulo: A prevalencia da reproducao sexuada e a especiação simpátrica
       
Resumo: Modelos simulacionais microscópicos tem se revelado poderosos
instrumentos para o estudo de problemas biológicos, na tentativa de desvendar seus mecanismos fundamentais. Nesta palestra abordarei os
antigos e ainda não adequadamente resolvidos problemas citados no título.
Nela mostrarei como o uso do modelo Penna, adequadamente modificado,
possibilita a identificação de alguns dos mecanismos básicos que explicam
tanto a supremacia do modo sexuado de reprodução quanto a possibilidade de especiação - ou a criação de duas novas espécies a partir de uma única - sem separação geográfica.
                                                               

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Temas para o Projeto do Curso

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Workshop em Sistemas Dinâmicos Evolucionários e Modelagem
Físico-Biológica
 



Além de um mini-curso introdutório sobre Teoria dos Jogos, ministrado por Fábio Chalub, serão programados mini-cursos e palestras de pesquisadores visitantes. Eis algumas informações  sobre os visitantes estrangeiros, obtidas de suas paginas web.

 

Karl Sigmund, Universidade de Viena
 
"I started out working on ergodic theory and dynamical systems. Later, I got interested in diverse aspects of biomathematics, especially population dynamics, population ecology and population genetics. Currently my main interests are in game dynamics (replicator dynamics, adaptive dynamics) and in game theoretic models for the evolution of cooperation as well as other aspects of experimental economics."

 

Martin Nowak (coorganizador do workshop) Universidade de Harvard
  
"Martin Nowak studied biochemistry and mathematics at the University of Vienna, where he received his Ph.D. in 1989. His diploma thesis was with Peter Schuster on quasi-species theory and his Ph.D. thesis with Karl Sigmund on evolution of cooperation. In 1989, he went to the University of Oxford as 'Erwin Schroedinger' scholar to work with Robert May. In 1992, Nowak became a Wellcome Trust Senior Research Fellow, in 1995 he became Head of Mathematical Biology and in 1997 Professor of Mathematical Biology. In 1998 he moved from Oxford to Princeton to establish the first program in Theoretical Biology at the Institute for Advanced Study. In July 2003, Nowak moved to Harvard University as Professor of Mathematics and Biology. He is Director of the newly established Program for Evolutionary Dynamics. Nowak is interested in all aspects of mathematical biology. In particular, he works on the dynamics of infectious diseases, cancer genetics, the evolution of cooperation and human language. He has published more than 200 papers and is on the editorial board of various journals. His first book, 'Virus Dynamics' (together with Robert May) was published by Oxford University Press, 2000. Nowak is a corresponding member of the Austrian academy of sciences. He won the Weldon Memorial Prize, the Albert Wander Prize, the Akira Okubo Prize, the David Starr Jordan Prize and the Henry Dale Prize."

 

Joseph Hofbauer

"Josef Hofbauer started out in combinatorics and is now mainly interested in dynamical systems and its applications to biomathematics, in particular population dynamics (permanence), and evolutionary game theory. His 10 year long collaboration with Karl Sigmund resulted in the book  The Theory of Evolution and Dynamical Systems, Cambridge University Press 1988,  which presents a unified approach to four different areas of mathematical biology (population genetics, population ecology, chemical kinetics of macromolecules, and evolutionary game dynamics) through its common basic dynamic model: the Lotka-Volterra and replicator equations.  A largely revised, reorganized and updated edition appeared in 1998 under the title  Evolutionary Games and Population Dynamics."

  


 

Organizers

Jacob Palis Jr., (IMPA)
Jair Koiller(LNCC&FGV)
W. Zin (IBCCF)
Jorge P. Zubelli (IMPA) 

Supporting and Co-sponsoring Institutions:

CNPq Packard Foundation - Wolfgang Pauli Inst. (Vienna)

Fiocruz  Fiocruz


OBS: Taxa de Inscrição no Evento: