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No.
3 Año 7 ISSN:1684-1859
| Editorial |
UN MODELO MATEMÁTICO COMPUTARIZADO DEL CUERPO HUMANO
Veinticinco siglos antes de nuestra era los egipcios utilizaron métodos de modelación matemática del mundo material para enfrentar el más grande reto arquitectónico que haya observado la historia humana. La construcción de las inmensas pirámides no hubiera sido posible sin el conocimiento y uso de los modelos matemáticos (MM), o sea, de la descripción aproximada de los objetos, fenómenos o procesos del mundo material a través de la simbología matemática.
Los modelos se utilizan hoy para pronosticar el curso de las corrientes marinas y las alturas de las mareas, el comportamiento de huracanes y otros fenómenos meteorológicos, para representar la desintegración de sustancias radioactivas y, en el campo de los estudios biológicos, pueden describir el cambio o transición de la materia viva, como por ejemplo la multiplicación celular, el crecimiento poblacional, el desarrollo de un tumor, las variaciones de diversos sistemas fisiológicos y la evolución de enfermedades como la hipertensión arterial, afecciones cardiovasculares, insuficiencia renal y el asma bronquial entre muchas otras.
El modelo de regulación de la presión arterial de los profesores de la Universidad de Misisipi Guyton y Coleman, difundido en 1967, incluía tres ecuaciones diferenciales para describir las variaciones de la resistencia vascular, la presión sanguínea y el volumen de fluido extracelular en función del tiempo como variable independiente, además de otras componentes fisiológicas. Gracias a investigaciones subsiguientes, otros modelos específicos han permitido representar el curso, evolución o desarrollo en el tiempo de diferentes enfermedades. La integración y complementación de estos MM permitió construir uno mucho más complejo en 1972, cuya versión computacional ha demostrado que refleja con buena aproximación el curso de algunas enfermedades que tienen lugar en el organismo.
La base científica de este modelo son leyes físicas y químicas, analogías eléctricas e incontables horas de experimentos en el laboratorio. La matemática empleada es la de un sistema dinámico de estructura compleja que consta de 354 bloques. Cada uno representa una o más ecuaciones que describen alguna faceta de la función circulatoria. En general el sistema contiene unas 200 variables fisiológicas.
La introducción de la computación en el panorama de los MM contribuyó al mejoramiento de las versiones existentes y al surgimiento de otras más perfectas.
Se han creado diferentes versiones, existe una llamada HUMAN, que incluye las variables y parámetros, así como sus relaciones. Con HUMAN se puede inducir alguna enfermedad durante un tiempo apropiado que permita su pleno desarrollo, administrar un medicamento adecuado para aliviarla, aplicar un suero con determinada combinación de sales y asistir al paciente con respiración artificial. Es posible observar las reacciones de los mecanismos de control del cuerpo, primero ante la acción negativa de la enfermedad y posteriormente ante el efecto positivo de la terapia que se eligió. Es posible evaluar hasta ocho variables fisiológicas de entre unas 200 en cada corrida, o sea durante el intervalo que dure el estudio o simulación que se quiere efectuar. En resumen el paciente virtual puede ser observado, diagnosticado y tratado.
HUMAN está disponible de forma gratuita en el sitio http://www.physiol.cam.ac.uk/misc/human.htm y al igual que otros sistemas existentes, puede aportar mucho al proceso de enseñanza-aprendizaje en las Ciencias Médicas. Es una herramienta educacional eficiente para ayudar a estudiantes de la salud en el aprendizaje de la fisiología normal y patológica. En casos no complejos quizás también podría ayudar a comprender la fisiología clínica. Permite disponer de un paciente virtual para el entrenamiento, con el cual se puedan realizar prácticas que serían peligrosas, difíciles y costosas de ejecutar en un paciente real.
Una herramienta como HUMAN, por supuesto, tiene límites y defectos, pero aún así su utilización por profesores y estudiantes puede significar un aporte valioso por la elevación de la calidad del proceso docente.
Los modelos se utilizan hoy para pronosticar el curso de las corrientes marinas y las alturas de las mareas, el comportamiento de huracanes y otros fenómenos meteorológicos, para representar la desintegración de sustancias radioactivas y, en el campo de los estudios biológicos, pueden describir el cambio o transición de la materia viva, como por ejemplo la multiplicación celular, el crecimiento poblacional, el desarrollo de un tumor, las variaciones de diversos sistemas fisiológicos y la evolución de enfermedades como la hipertensión arterial, afecciones cardiovasculares, insuficiencia renal y el asma bronquial entre muchas otras.
El modelo de regulación de la presión arterial de los profesores de la Universidad de Misisipi Guyton y Coleman, difundido en 1967, incluía tres ecuaciones diferenciales para describir las variaciones de la resistencia vascular, la presión sanguínea y el volumen de fluido extracelular en función del tiempo como variable independiente, además de otras componentes fisiológicas. Gracias a investigaciones subsiguientes, otros modelos específicos han permitido representar el curso, evolución o desarrollo en el tiempo de diferentes enfermedades. La integración y complementación de estos MM permitió construir uno mucho más complejo en 1972, cuya versión computacional ha demostrado que refleja con buena aproximación el curso de algunas enfermedades que tienen lugar en el organismo.
La base científica de este modelo son leyes físicas y químicas, analogías eléctricas e incontables horas de experimentos en el laboratorio. La matemática empleada es la de un sistema dinámico de estructura compleja que consta de 354 bloques. Cada uno representa una o más ecuaciones que describen alguna faceta de la función circulatoria. En general el sistema contiene unas 200 variables fisiológicas.
La introducción de la computación en el panorama de los MM contribuyó al mejoramiento de las versiones existentes y al surgimiento de otras más perfectas.
Se han creado diferentes versiones, existe una llamada HUMAN, que incluye las variables y parámetros, así como sus relaciones. Con HUMAN se puede inducir alguna enfermedad durante un tiempo apropiado que permita su pleno desarrollo, administrar un medicamento adecuado para aliviarla, aplicar un suero con determinada combinación de sales y asistir al paciente con respiración artificial. Es posible observar las reacciones de los mecanismos de control del cuerpo, primero ante la acción negativa de la enfermedad y posteriormente ante el efecto positivo de la terapia que se eligió. Es posible evaluar hasta ocho variables fisiológicas de entre unas 200 en cada corrida, o sea durante el intervalo que dure el estudio o simulación que se quiere efectuar. En resumen el paciente virtual puede ser observado, diagnosticado y tratado.
HUMAN está disponible de forma gratuita en el sitio http://www.physiol.cam.ac.uk/misc/human.htm y al igual que otros sistemas existentes, puede aportar mucho al proceso de enseñanza-aprendizaje en las Ciencias Médicas. Es una herramienta educacional eficiente para ayudar a estudiantes de la salud en el aprendizaje de la fisiología normal y patológica. En casos no complejos quizás también podría ayudar a comprender la fisiología clínica. Permite disponer de un paciente virtual para el entrenamiento, con el cual se puedan realizar prácticas que serían peligrosas, difíciles y costosas de ejecutar en un paciente real.
Una herramienta como HUMAN, por supuesto, tiene límites y defectos, pero aún así su utilización por profesores y estudiantes puede significar un aporte valioso por la elevación de la calidad del proceso docente.
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Héctor Quiñones Acosta
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