Fakultet tehničkih nauka

Predmet: Modelovanje i smulacija biofizičkih procesa na ćelijskom novou (17.DBMI7)

Osnovne informacije:
 
Kategorija Naučno-stručni
Uža naučna oblast Biomedicinsko inženjerstvo
ESPB 10

Cilj predmeta je da studentima predstavi modelovanje i simulaciju biofizičkih procesa kao atraktivnu i izrazito multidisciplinarnu oblast od posebnog značaja u biomedicinskom inženjerstvu. Studenti treba da se upoznaju sa aktuelnim modelima ključnih biofizičkih procesa na ćelijskom nivou, principima razvoja novih modela i tehnikama numeričke implementacije modela radi izvođenje većeg broja in silico eksperimenata, a u cilju dobijanja rezultata uticaja pojedinih efekata na procese u čovekovom organizmu. Osposobljavanje studenata za naučno–istraživački rad u oblasti modelovanja i simulacije biofizičkih procesa.

Osnovna teorijska i primenjena znanja potrebna za rad i komunikaciju u multidisciplinarnom timu inženjera, fizičara, biologa i lekara. Sposobnost razvoja novog ili unapređenje postojećeg biofizičkog modela, kao i implementacija modela pomoću numeričkih modela radi izvođenja in silico eksperimenata. Sposobnost studenata za analizu dobijenih rezultata simulacija i izvođenje zaključaka vezanih za uticaj pojedinih efekata na ključne procese u čovekovom organizmu. Student osposobljen za samostalna istraživanja u oblasti modelovanja i simulacije biofizičkih procesa na ćelijskom nivou.

Modelovanje i simulacija biofizičkih procesa na molekularnom, sub–ćelijskom i ćelijskom nivou. Specifični biofizički procesi koji će se izučavati su: interakcije između jona i proteinskih struktura citoskeleta (mikrotubula i aktinskih filamenata), jonska provodljivost citoskeletnih struktura i jonske struje u ćelijama, prenos elektrona u DNK, prenos elektrona kroz proteine, difuzija i transport kroz ćelijsku membranu i membranski potencijal, ekscitacija i prostiranje nervnih signala, akcioni potencijal u neuronima, kretanje bioloških makromolekula unutar i preko ćelijske membrane, dinamika kretanja motor proteina i mehanizmi signalizacije unutar ćelije, elektrodinamička interakcije ćelija kancera sa zdravim ćelijama, rast kancera, difuzija lekova i strategije za ciljanu isporuku lekova. Korišćenje programskih paketa za numeričke simulacije (Matlab ili drugi programski jezik visokog nivoa). Deo nastave na predmetu se odvija kroz samostalni studijski istraživački rad u oblasti modelovanja i simulacije biofizičkih procesa. Studijski istraživački rad obuhvata aktivno praćenje primarnih naučnih izvora, razvoj novog ili unapređenje postojećeg biofizičkog modela, numeričke simulacije i izvođenje većeg broja in silico eksperimenata, kao i pisanje rada iz uže naučno nastavne oblasti kojoj pripada tema doktorske disertacije.

Predavanja. Konsultacije. Pregled naučnih radova iz oblasti. Studijski istraživački rad.

Autori Naziv Godina Izdavač Jezik
Jack A. Tuszynski, Michal Kurzynski Introduction to Molecular Biophysics 2012 CRC Press Engleski
Christof Koch, Idan Segev Methods in Neuronal Modeling: From Ions to Networks 2000 MIT Press Engleski
Jack A. Tuszynski Molecular and Cellular Biophysics 2007 Chapman and Hall/CRC Engleski
Jaakko Malmivuo, Robert Plonsey Bioelectromagnetism: Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields 2010 Oxford University Press Engleski
Dominik Wodarz. Natalia L. Kolmarova Dynamics of Cancer: Mathematical Foundations of Oncology 2014 World Scientific Publishing Engleski
Predmetna aktivnost Predispitna Obavezna Broj poena
Predmetna aktivnost
Pismeni deo ispita - kombinovani zadaci i teorija
Predispitna
Ne
Obavezna
Da
Broj poena
50.00
Predmetna aktivnost
Predmetni projekat
Predispitna
Da
Obavezna
Da
Broj poena
40.00
Predmetna aktivnost
Odbrana projekta
Predispitna
Da
Obavezna
Da
Broj poena
10.00
Predavanja