×
Универзитет у Новом Саду

Предмет: Моделовање и смулација биофизичких процеса на ћелијском новоу (17.DBMI7)

Основне информације:
 
Категорија Научно-стручни
Ужа научна област Биомедицинско инжењерство
ЕСПБ 10

Циљ предмета је да студентима представи моделовање и симулацију биофизичких процеса као атрактивну и изразито мултидисциплинарну област од посебног значаја у биомедицинском инжењерству. Студенти треба да се упознају са актуелним моделима кључних биофизичких процеса на ћелијском нивоу, принципима развоја нових модела и техникама нумеричке имплементације модела ради извођење већег броја in silico експеримената, а у циљу добијања резултата утицаја појединих ефеката на процесе у човековом организму. Оспособљавање студената за научно–истраживачки рад у области моделовања и симулације биофизичких процеса.

Основна теоријска и примењена знања потребна за рад и комуникацију у мултидисциплинарном тиму инжењера, физичара, биолога и лекара. Способност развоја новог или унапређење постојећег биофизичког модела, као и имплементација модела помоћу нумеричких модела ради извођења in silico експеримената. Способност студената за анализу добијених резултата симулација и извођење закључака везаних за утицај појединих ефеката на кључне процесе у човековом организму. Студент оспособљен за самостална истраживања у области моделовања и симулације биофизичких процеса на ћелијском нивоу.

Моделовање и симулација биофизичких процеса на молекуларном, суб–ћелијском и ћелијском нивоу. Специфични биофизички процеси који ће се изучавати су: интеракције између јона и протеинских структура цитоскелета (микротубула и актинских филамената), јонска проводљивост цитоскелетних структура и јонске струје у ћелијама, пренос електрона у ДНК, пренос електрона кроз протеине, дифузија и транспорт кроз ћелијску мембрану и мембрански потенцијал, ексцитација и простирање нервних сигнала, акциони потенцијал у неуронима, кретање биолошких макромолекула унутар и преко ћелијске мембране, динамика кретања мотор протеина и механизми сигнализације унутар ћелије, електродинамичка интеракције ћелија канцера са здравим ћелијама, раст канцера, дифузија лекова и стратегије за циљану испоруку лекова. Коришћење програмских пакета за нумеричке симулације (Matlab или други програмски језик високог нивоа). Део наставе на предмету се одвија кроз самостални студијски истраживачки рад у области моделовања и симулације биофизичких процеса. Студијски истраживачки рад обухвата активно праћење примарних научних извора, развој новог или унапређење постојећег биофизичког модела, нумеричке симулације и извођење већег броја in silico експеримената, као и писање рада из уже научно наставне области којој припада тема докторске дисертације.

Предавања. Консултације. Преглед научних радова из области. Студијски истраживачки рад.

Аутори Назив Година Издавач Језик
Christof Koch, Idan Segev Methods in Neuronal Modeling: From Ions to Networks 2000 MIT Press Енглески
Jack A. Tuszynski Molecular and Cellular Biophysics 2007 Chapman and Hall/CRC Енглески
Jack A. Tuszynski, Michal Kurzynski Introduction to Molecular Biophysics 2012 CRC Press Енглески
Јаакко Малмивуо, Роберт Плонсеy Bioelectromagnetism: Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields 2010 Oxford University Press Енглески
Dominik Wodarz. Natalia L. Kolmarova Dynamics of Cancer: Mathematical Foundations of Oncology 2014 World Scientific Publishing Енглески
Предметна активност Предиспитна Обавезна Број поена
Предметна активност
Предметни пројекат
Предиспитна
Да
Обавезна
Да
Број поена
40.00
Предметна активност
Одбрана пројекта
Предиспитна
Да
Обавезна
Да
Број поена
10.00
Предметна активност
Писмени део испита - комбиновани задаци и теорија
Предиспитна
Не
Обавезна
Да
Број поена
50.00

Предавања