Entendendo os ritmos aleatórios da natureza

De vaga-lumes a arranha-céus: estudo abre caminho para entender oscilações

Os ritmos aleatórios estão por toda parte na natureza, desde o piscar de vaga-lumes até batimentos cardíacos. Porém, entender profundamente essas oscilações aleatórias tem sido um desafio para a ciência. Pesquisadores tiveram sucesso limitado em analisar ondas cerebrais e batimentos cardíacos, mas não conseguiram comparar ou catalogar a infinidade de variações e fontes existentes.

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Entendendo os ritmos aleatórios: a nova fronteira da ciência

Obter essa percepção sobre as origens das oscilações poderia levar a avanços em neurociência, cardiologia e outros campos, segundo Peter Thomas, matemático da Case Western Reserve University. Thomas faz parte de uma equipe internacional que desenvolveu uma nova estrutura universal para comparar oscilações independentemente de seus mecanismos.

Eles publicaram as descobertas na Proceedings of the National Academy of Sciences. A equipe transformou o problema de comparar osciladores em um de álgebra linear, permitindo comparações muito mais precisas do que antes, um grande avanço conceitual.

Agora será possível comparar, entender melhor e até manipular osciladores anteriormente vistos como completamente distintos. Isso poderá revelar como o coração ou cérebro estão funcionando e mudando. Sincronizações anormais estão relacionadas a doenças como fibrilação atrial e epilepsia.

A equipe encontrou uma nova forma de usar números complexos para descrever o tempo e imprecisão dos osciladores. A maioria das oscilações é um pouco irregular. Thomas ilustrou o problema comparando oscilações de prédios e cérebro.

Prédios balançam ao vento de forma aleatória, mas suas propriedades mecânicas os estabilizam, importante para resistir a terremotos. Não pareceria possível comparar com ondas cerebrais, mas o novo formalismo permite essa comparação.

Ainda não está claro como isso poderá ajudar engenharia e neurociência, mas Thomas compara a mudança de perspectiva à descoberta das luas de Júpiter por Galileu. É uma nova visão sobre osciladores estocásticos, similar a uma revolução científica. As aplicações práticas ainda são desconhecidas, mas trata-se de um avanço conceitual promissor para diversas áreas.

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