A fibrilação, atrial ou ventricular, é caracterizada por uma desorganização da atividade elétrica do músculo. O coração, que normalmente contrai-se globalmente, em uníssono e uniforme, durante a fibrilação contrai-se localmente em várias regiões, de modo descoordenado. Para estudar qualitativamente este fenômeno, é aqui proposto um novo modelo matemático, mais simples do que os demais existentes e que, principalmente, admite uma representação singela na forma de circuito elétrico equivalente. O modelo foi desenvolvido empiricamente, após estudo crítico dos modelos conhecidos, e após uma série de sucessivas tentativas, ajustes e correções. O modelo mostra-se eficaz na simulação dos fenômenos, que se traduzem em padrões espaciais e temporais das ondas de excitação normais e patológicas, propagando-se em uma grade de pontos que representa o tecido muscular. O trabalho aqui desenvolvido é a parte básica e essencial de um projeto em andamento no Departamento de Engenharia Elétrica da EESC-USP, que é a elaboração de uma rede elétrica ativa, tal que possa ser estudada utilizando recursos computacionais de simuladores usualmente aplicados em projetos de circuitos integrados / Atrial and ventricular fibrillation are characterized by a disorganized electrical activity of the cardiac muscle. While normal heart contracts uniformly as a whole, during fibrillation several small regions of the muscle contracts locally and uncoordinatedly. The present work introduces a new mathematical model for the qualitative study of fibrillation. The proposed model is simpler than other known models and, more importantly, it leads to a very simple electrical equivalent circuit of the excitable cell membrane. The final form of the model equations was established after a long process of trial runs and modifications. Simulation results using the new model are in accordance with those obtained using other (more complex) models found in the related literature. As usual, simulations are performed on a two-dimensional grid of points (representing a piece of heart tissue) where normal or pathological spatial and temporal wave patterns are produced. As a future work, the proposed model will be used as the building block of a large active electrical network representing the muscle tissue, in an integrated circuit simulator

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The main purpose of this dissertation is to propose and analyze the effects of pursuit and evasion on predator-prey spatiotemporal dynamics. We use a Coupled Map Lattices formulation in which a system of difference equations is coupled by dispersal. We consider that prey population present density dependent growth and suffer linear predation. Predators go to extinction in the absence of preys. In order to analyze the effects of taxis movement on the results of the model, we initially present a simple diffusion scheme for dispersal. Then, we formulate a dispersal rule that takes into account only local information, which leads to a taxis ux. Finally, in order to describe a quasi-local search, that is, when ndividuals collect information in a neighborhood of their current position, we present a third scheme of movement. We developed numerical simulations for several parameter sets and different combinations of the dispersal scheme and compared the results. We conclude that the dispersal behavior of predators and preys plays a crucial role on their spatiotemporal dynamics and hence can not be omitted when modeling predator-prey interactions. / Esta dissertarção tem como objetivo principal, propor e analisar a dinâmica espaço-temporal de modelos presa-predador discretos que consideram a fuga e a perseguição de uma espécie com relação à outra. O modelo é formulado através de Redes de Mapas Acoplados, isto é, um sistema de equações a diferenças acopladas pela dispersão. Consideramos que as presas apresentam crescimento dependente da densidade e resposta funcional Holling do tipo I. Os predadores vão à extinção na ausência das presas. Para analisar os efeitos da movimentação por taxia sobre os resultados do modelo, apresentamos inicialmente um esquema de movimentação por difusão. Em seguida, formulamos uma regra de dispersão que leva em consideração apenas informações locais. Apresentamos finalmente, um esquema para descrever uma prospecção quase local, isto é, quando os indivíduos coletam informações em uma vizinhança da posição em que se encontram. Realizamos simulações dos modelos para diversas combinações de regras de movimentação e comparamos os resultados de diferentes situações. Concluímos que o comportamento de movimentação de presas e predadores tem um papel relevante na sua dinâmica espaço-temporal e não pode ser ignorado na modelagem destes sistemas.

A fibrilação, atrial ou ventricular, é caracterizada por uma desorganização da atividade elétrica do músculo. O coração, que normalmente contrai-se globalmente, em uníssono e uniforme, durante a fibrilação contrai-se localmente em várias regiões, de modo descoordenado. Para estudar qualitativamente este fenômeno, é aqui proposto um novo modelo matemático, mais simples do que os demais existentes e que, principalmente, admite uma representação singela na forma de circuito elétrico equivalente. O modelo foi desenvolvido empiricamente, após estudo crítico dos modelos conhecidos, e após uma série de sucessivas tentativas, ajustes e correções. O modelo mostra-se eficaz na simulação dos fenômenos, que se traduzem em padrões espaciais e temporais das ondas de excitação normais e patológicas, propagando-se em uma grade de pontos que representa o tecido muscular. O trabalho aqui desenvolvido é a parte básica e essencial de um projeto em andamento no Departamento de Engenharia Elétrica da EESC-USP, que é a elaboração de uma rede elétrica ativa, tal que possa ser estudada utilizando recursos computacionais de simuladores usualmente aplicados em projetos de circuitos integrados / Atrial and ventricular fibrillation are characterized by a disorganized electrical activity of the cardiac muscle. While normal heart contracts uniformly as a whole, during fibrillation several small regions of the muscle contracts locally and uncoordinatedly. The present work introduces a new mathematical model for the qualitative study of fibrillation. The proposed model is simpler than other known models and, more importantly, it leads to a very simple electrical equivalent circuit of the excitable cell membrane. The final form of the model equations was established after a long process of trial runs and modifications. Simulation results using the new model are in accordance with those obtained using other (more complex) models found in the related literature. As usual, simulations are performed on a two-dimensional grid of points (representing a piece of heart tissue) where normal or pathological spatial and temporal wave patterns are produced. As a future work, the proposed model will be used as the building block of a large active electrical network representing the muscle tissue, in an integrated circuit simulator