Izbrane vsebine in novosti v biofiziki in medicinski fiziki

Učni načrt

Podatki so iz učnega načrta, ki ga objavlja Medicinska fakulteta. Prebrano 6. 9. 2026. Poglej izvirnik

3 kreditne točke

Obveznosti v urah

• Predavanja5 ur
• Samostojno delo45 ur
• Seminarji40 ur

Vsebina

1. Definirani so vsebinski sklopi, znotraj katerih si študentje izberejo posamezne tematike, ki jih preštudirajo in jih nato predstavijo ostalim študentom ter z njimi diskutirajo. Predvidoma se na enem srečanju obravnava en sklop oz. podsklop, ki predstavlja vsebinsko celoto. Vsebinski okvir je fleksibilen in se lahko priredi skupini, ki bi želela modificirati, zamenjati ali dodati nov sklop oz. nove sklope s področja biofizike, biotehnologije ali medicinske fizike.
2. Vnaprej priipravljeni vsebinski sklopi
3. Dinamični sistemi v biologiji in medicini: pozitivne in negativne (regulacijske) zanke, nelinearnost, fluktuacije, kaos; pomen kaosa v fiziologiji in patološke spremembe (npr. bitje srca).
4. Kalcijeva signalizacija: pulzi in oscilacije koncentracije prostega kalcija v celicah; pomen kalcijeve signalizacije za regulacijo celičnih procesov (npr. kontrakcija mišične celice, delitev celice, eksocitoza) in medcelično signalizacijo (npr. sinhronizacija celic).
5. Deterministično in stohastično modeliranje metabolnih procesov: npr. glikolitske oscilacije, encimske reakcije.
6. Mreže: mreže v naravi in družbi, mreže malega sveta, sodobne raziskave fizioloških procesov s teorijo mrež (npr. medcelično povezovanje celic beta v trebušni slinavki in izločanje insulina).
7. Teorija iger: npr. rakave celice in oživitev Warburg efekta in Crabtree efekta (močno povečana citiranost teh del v zadnjem času).
8. Fraktali: fizikalna razlaga optimizacije drevesnih sztruktur; npr. optimizacija strukture ožilja in angiogeneze, drevesna struktura pljuč, pomen fraktalov v diagnostiki.
9. Samoorganizacija in samoorganizacijska kritičnost: pomen samoorganizacije za normalno delovanje in patologijo možganov in srca; klinične aplikacije pri srčnih spodbujevalnikih.
10. Skaliranje v naravi: fizikalne omejitve površin in volumnov celic, metabolizem velikih in malih organizmov, Kleiberjev zakon, novosti na področju prokaritskih celic.
11. Molekularni motorji: npr. ATP-sintaza.
12. Ionizirajoče sevanje in interakcija s tkivom človeka: primerjava doz sevanj v klinični praksi (npr. rentgen zoba) z dozami iz vsakdanjega življenja (npr. polet čez Atlantik).
13. Sodobne eksperimentalne metode v diagnostiki in terapiji: npr. CT-rentgen, PET, SPECT, MRI, termografija, endoskopija.
14. Uporaba velikih količin podatkov (»big data«) v medicini: vloga fizike in bionformatike v obravnavi velikih količin podatkov za potrebe sodobne diagnostike in personalizacije medicine.

Ocenjevanje

Seminarska naloga 50 %, Ustna predstavitev 50 %

Pogoji za vključitev

POGOJI ZA PRISTOP K POSAMEZNEMU PREVERJANJU ZNANJA: Pravočasno oddana pisna seminarska naloga. Pravočasno oddana priprava na ustno predstavitev seminarske naloge.

Literatura

• J. Newman: Physics of the Life Sciences, Springer Science+Bussiness Media, LLC, 2008.
• I. P. Herman, Physics of the Human Body, Springer-Verlag, 2007.
• Dopolnilno gradivo:
• Fractals in Biology and Medicine, Eds: G.A. Losa, D. Merlini, T.F. Nonnenmacher, E.R. Weibel, Birkhäuser Verlag, 2005.
• D. J. Watts, Small Worlds: The Dynamics of Networks between Order and Randomness, Princeton University Press, 2003.
• S. Camazine, J.-L. Deneubourg, N. R. Franks, J. Sneyd, G. Theraulaz, E. Bonebeau, Self-Organization in Biological Systems, Princeton University Press, 2001.
• P. Back, How Nature Works, Springer Verlag, 1996.
• R. Heinrich, S. Schuster, The Regulation of Cellular Scystems. Chapman & Hall, 1996.

Kako deluje

1. Zapiske kupiš enkrat in ostanejo tvoji.
2. V aplikaciji iz njih dobiš kartice, kvize in Mai, ki pozna gradivo.
3. Ceno določi avtor. Prodajalec je Mislo AI, račun dobiš od nas.