18 February: 14h30 - 18h

Venue: 'Auditório 1D (Building VII)'

Enrollments

The Biomedical Engineer in the Health Industry, Engineer Ana Raquel Reis

This lecture aims to show the ways in which Engineering knowledge applied to Medicine makes the Biomedical Engineer become an important element both in the technological development and in the introduction of those technologies in the Health Industry.

The present and future of devices for neural recording, Dr. Adam Kampff

The brain is a network of individual neurons, each transmitting electrical impulses and communicating via chemical signals. Monitoring the activity of these neurons is necessary to understand how networks in the brain process sensory information and control behavior. There are many, many neurons in these networks (a cubic millimeter of brain tissue may contain ~100,000 neurons), yet current devices for recording their electrical activity can monitor only a small fraction (~10 neurons per cubic millimeter). To progress our understanding of the function and pathology of the brain, we will require new devices capable of measuring neuron electrical activity at a network scale, as well as devices to detect the chemical signals that communicate and regulate this activity. Dr.Adam Kampff will discuss new approaches to build such devices, which borrow from advances in nano- and microfabrication, MEMS, and biosensors. While the application of these technologies to neuroscience holds great promise, many obstacles remain. New insights, from many different technical fields, will be required to produce the devices that allow us to transcend our current understanding of nature's most complex machine.

The development of human tissue substitutes using Tissue Engineering strategies based on natural origin scaffolds and stem cells of different sources, Dr. Manuela E. Gomes

Adult bone marrow has been the most widely studied source of stem cell for TE applications. However, an alternative source of adult stem cells, such as the adipose tissue, that can be obtained in larger quantities, under local anaesthesia and with minimal discomfort, can be advantageous. Nevertheless, to take full advantage of stem cell source, there are many issues that must be addressed, such as the culturing condition, that may stimulate them and enhance their differentiation and proliferation potential. The scaffold and design properties also play an important role in the functionality of tissue engineered constructs, as it can dramatically influence cells response and should be tailored to the target tissue/defect.
This communication will report recent developments on the use of adult stem cells for applications in tissue engineering approaches aiming at obtaining tissue substitutes, using different natural origin polymer (such as starch and chitosan) scaffolds as supports for cell adhesion and further proliferation. It will be also highlighted the importance of providing stem cells with appropriate cues to enhance their proliferation and direct their differentiation toward the desired phenotype.
In vitro and in vivo data on the functionally of the developed constructs demonstrates the high potential of Tissue Engineering strategies in the regeneration of several different tissues such as bone, cartilage, tendon, periodontal.

The cerebellar circuit: from synapse to behavior, Dr. Megan Carey

Every movement we make is the result of patterned activity within neural circuits that is precisely orchestrated to allow us to act with millimeter and millisecond precision. In turn, neural activity is shaped by a multitude of molecular and cellular mechanisms that act at the level of individual neurons and synapses. Understanding how these mechanisms interact within neural circuits to control behavior is a fundamental goal of neuroscience. To achieve that goal, we need a thorough understanding of behavior as well as a detailed knowledge of the underlying neural circuit. With this in mind, Dr. Megan Carey’s research group currently focuses their research on the cerebellum, a brain area that is critical for coordinated motor control and motor learning and whose circuitry is relatively simple and well understood.

Biomedical applications of digital image processing, Dr. José Manuel Fonseca and Dr. André Damas Mora

Digital Image Processing is applied to an increasing number of fields, allowing the extraction of information from the images captured that most of the times the human user finds difficult to sense and providing high precision measurements. During this lecture there will be discussed some of the applications of Digital Image Processing both in the evaluation of retinal images regarding the recognition of pathologies and in the recognition, measure and tracking of bacteria microscopic images that aim to study cellular aging.

Symbiosis between Engineering and Medicine - Case Studies, Dr. António P. Vale Urgueira and Dr. Nuno Craveiro Lopes

The lecture will consist on the presentation of three case studies that awoke the interest of Engineers (from the Mechanical Engineering field) and Doctors (specialized in Orthopedics). The first case will describe the several stages that originated the project and the construction of a mechanical simulator of the human pace, which now resides at the Structural Mechanics Laboratory of the Mechanical and Industrial Engineering Department of the FCT-UNL. The second case will approach the necessity to monitor the effort transmitted to a patient with an external fixator’s bone. Finally, there will be a brief presentation on the developments in bolts.

---

18 Fevereiro: 14h30 - 18h

Local do Evento: 'Auditório 1D (Building VII)'

Inscrições

O Engenheiro Biomédico na Indústria da Saúde, Engenheira Ana Raquel Reis

O objectivo da palestra será dar a conhecer de que forma os conhecimentos da Engenharia aplicada à Medicina fazem do Engenheiro Biomédico um elemento importante no desenvolvimento tecnológico e na introdução dessas tecnologias na Indústria da Saúde.

O presente e o futuro dos dispositivos de monitorização neuronal, Dr. Adam Kampff

O cérebro é uma rede de neurónios individuais, sendo que cada um deles transmite impulsos eléctricos e comunica através de sinais químicos. É necessário monitorizar a actividade destes neurónios para compreender de que forma estas redes processam a informação sensorial e controlam o comportamento. Existe uma grande quantidade de neurónios nestas redes (um milímetro cúbico de tecido cerebral pode conter, aproximadamente, 100.000 neurónios), contudo, os dispositivos actualmente utilizados para gravar a sua actividade eléctrica apenas conseguem monitorizar uma pequena fracção (~10 neurónios por milímetro cúbico). A fim de progredir com o nosso conhecimento acerca da função e patologias do cérebro, serão necessários dispositivos capazes de medir a actividade eléctrica neuronal à escala de uma rede, assim como dispositivos para detectar os sinais químicos que comunicam e regulam esta actividade. O Dr. Adam Kampff irá discutir novas abordagens para a construção de tais dispositivos, os quais derivam de avanços em nano e microfabricação, MEMS e biossensores. Embora a aplicação destas tecnologias à neurociência se mostre promissora, ainda restam muitos obstáculos. Novas perspectivas, de diversas áreas técnicas, serão necessárias para produzir dispositivos que nos permitam transcender a compreensão que temos actualmente da máquina mais complexa da natureza.

The development of human tissue substitutes using Tissue Engineering strategies based on natural origin scaffolds and stem cells of different sources, Dra. Manuela E. Gomes

A medula óssea de adultos tem sido a fonte de células estaminais mais amplamente estudada para aplicações TE. No entanto, uma fonte alternativa de células estaminais adultas, como o tecido adiposo, que pode ser obtido em grandes quantidades, sob anestesia local e com o mínimo de desconforto, pode ser vantajoso. Ainda assim, para tirar o máximo proveito de fonte de células estaminais, há muitas questões que devem ser abordadas, como a condição da cultura, que podem estimulá-las e melhorar o seu potencial de diferenciação e proliferação. As propriedades de scaffold e de design também desempenham um papel importante na funcionalidade de construções da engenharia de tecidos, uma vez que podem influenciar drasticamente a resposta de células e devem ser adaptadas ao tecido / defeito alvo.
Esta comunicação irá reportar os desenvolvimentos recentes no uso de células estaminais adultas para aplicações em engenharia de tecidos que visam obter substitutos de tecidos, utilizando scaffolds de polímeros diferentes origem natural (tais como o amido e quitosano) como suportes para a adesão celular e proliferação. Será também destacada a importância de fornecer células estaminais com sinais adequados para melhorar a sua proliferação e direccionar a sua diferenciação para o fenótipo desejado.
Dados in vitro e in vivo sobre a funcionalidade das construções desenvolvidas demonstram o elevado potencial de estratégias da Engenharia de Tecidos para a regeneração de vários tecidos diferentes, tais como osso, cartilagem, tendão, periodontal.

O circuito cerebelar: da sinapse ao comportamento, Dra. Megan Carey

Cada movimento que fazemos é o resultado da actividade padronizada dentro de circuitos neuronais que é orquestrada pormenorizadamente para nos permitir agir com precisão ao milímetro e ao milissegundo. Por sua vez, a actividade neuronal é moldada por uma multiplicidade de mecanismos moleculares e celulares que actuam ao nível dos neurónios individuais e das sinapses. A compreensão de como esses mecanismos interagem dentro de circuitos neuronais para controlar o comportamento é um objectivo fundamental da neurociência. Para atingir esse objectivo, precisamos de uma compreensão completa do comportamento, bem como de um conhecimento detalhado do circuito neuronal subjacente. Com isto em mente, o grupo de investigação da Dra. Megan Carey actualmente concentra a sua pesquisa no cerebelo, uma área do cérebro que é crítica para o controlo motor coordenado e aprendizagem motora e cujo circuito é relativamente simples e bem compreendido.

Aplicações biomédicas de processamento de imagem digital, Dr. José Manuel Fonseca and Dr. André Damas Mora

O processamento de imagem digital é aplicado num número cada vez maior de áreas, permitindo extrair das imagens captadas informação que o utilizador humano tem muitas vezes dificuldade em detectar e fornecendo medidas de grande precisão. Nesta palestra serão apresentadas algumas aplicações de processamento digital de imagem na avaliação de imagens da retina com vista à detecção de patologias e na detecção, medição e seguimento de bactérias em imagens de microscópio cujo objectivo é o estudo do envelhecimento celular.

Simbiose entre Engenharia e Medicina - Casos de Estudo, Dr. António P. Vale Urgueira and Dr. Nuno Craveiro Lopes

A palestra consistirá na apresentação de três casos de estudo que despertaram o interesse de Engenheiros (do ramo da Engenharia Mecânica) e Médicos (da especialidade de Ortopedia). No primeiro caso, descrever-se-ão as várias fases que deram origem ao projecto e à construção de um simulador mecânico de marcha humana, que reside actualmente no Laboratório de Mecânica Estrutural do Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial da FCT-UNL. No segundo caso, abordar-se-á a necessidade de monitorizar o esforço transmitido ao osso de um paciente que possui um fixador externo. Por último, apresentar-se-á brevemente algum desenvolvimento levado a cabo em cavilhas.