450-2016/01 – Základy biokybernetiky (ZBKY)
| Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 2 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Martin Augustynek, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Martin Augustynek, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2010/2011 | Rok zrušení | 2020/2021 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Student po absolvování předmětu získává informace o principu vzniku, přenosu, zpracování a uchování informace v živých systémech. Předmět zapadá svou náplní do mezioborového bakalářského oboru se zaměřením na specialistu biomedicínského technika ve zdravotnických zařízeních.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Anotace
Studium obecných principů vzniku, přenosu, zpracování a uchování informace v
živých systémech, modelování a simulace biologických systémů a studium způsobů jejich řízení za fyziologických a patologických podmínek.
Základ tvoří buňka, biologické membrány, biotermodynamika a biofyzikální
chemie. Studium vlastností biologických systémů se zabývá neurofyziologií,
nervovým, dýchacím, pohybovým a cévním systémem, činností srdce, genetickou
informací, senzorickými systémy a náhrady orgánových funkcí.
Povinná literatura:
Samson Wright Klinická fyziologie Praha 1987.
Silbernagl,S.-Despopoulos,A. Atlas fyziologie člověka. Praha 1984.
Canong,W.F. Přehled lékařské fyziologie. Praha 1976.
Hrazdíra,I. Biofyzika. Praha, Avicenum 1990.
Nečas,O. Biologie. Praha, Avicenum 1982.
Dvořák - Maršík - Andrej Biotermodynamika. Praha, Akademia, 1985.
Doporučená literatura:
Tiefenbach,P. Biokybernetika, Sylaby na WWW stránkách katedry, 2002
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia: Semestrální projekt a zápočtový test. Podmínky udělení zápočtu: Pro udělení zápočtu je potřeba zpracovat projekt (odevzdat dokument + prezentovat projekt) a absolvovat úspěšně zápočtový test. Celkové hodnocení zápočtu – Projekt 35 bodů (min 18b ), zápočtový test 50 bodů (min 25b)
Pro udělení zápočtu je vyžadována povinná účast na cvičeních minimálně 80% z proběhlých vyučovacích hodin.
E-learning
Další požadavky na studenta
Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Fyziologické principy.
Energie a životní procesy. Struktura organismů v živé přírodě.
Buňka,mikroskopická a submikroskopická struktura. Základní procesy.
Biologické membrány I.
Struktura a funkce. Chemické potenciály. Podmínky rovnováhy v heterogenních
soustavách.
Biologické membrány II.
Membránové iontové kanály. Přenašečové systémy pro transport iontů přes
membránu.
Biotermodynamika I.
Úvod do termodynamiky. Termodynamika ži vých systémů, entropie.
Biotermodynamika II.
Strukturní termodynamika. Termodynamika biologické evoluce.
Neurofyziologie.
Přenášení a zpracovávání informace v biologických systémech. Nervová,
hormonální a humorální úroveň jejich řízení.
Nervový systém.
Struktura nervového systému, možnosti řízení na jednotlivých úrovních.
Centrální nervový systém. Nervové vlákno, náhradní schéma a rovnice šíření
vzruchu.
Genetické informace.
Přenos genetické informace na úrovni bioinformačních makromolekul.
Srdce.
Činnost srdce a význam regulačních mechanismů při zátěži.
Cévní systém.
Význam cévního řečiště pro oběh, možnosti a význam jeho regulace.
Dýchací systém.
Řízení činnosti dýchacího systému. Funkce plic a její regulace v extrémních
podmínkách.
Pohybový systém.
Vazba mezi elektrickým podrážděním a mechanickou odezvou svalové buňky.
Biomechanika pohybového systému.
Senzorické systémy.
Fyzikálně chemické principy smyslového vnímání. Formy, mechanismus. Senzorická
funkce nervového systému.
Biologický princip smyslového vnímání a možnosti jeho narušení.
Náhrady orgánových funkcí.
Náhrada a podpora funkce vnitřních orgánů. Náhrada funkce ledvin, srdce a plic.
Stimulátory externí a implantibilní.
Laboratoře:
Základní pojmy, zadání referátu z odborné literatury
Mechanismy transportu látek přes biologické membrány.
Ilustrační příklady. Zadání semestrální práce.
Membránové napětí a membránové proudy, metody měření a analýzy.
Modelování chemických a biologických dějů.
Termodynamika základních biologických jevů, aplikace strukturní
termodynamiky.
Příklady zpětných vazeb v organismu s demostrací jejich významu pro
fyziologickou činnost.
Návštěva laboratoře lékařské psychologie. Psychologický test s vyhodnocením a
demonstrace metodik lékařské psychologie.
Návštěva genetické laboratoře s demonstrací základních modelů přenosu
genetické informace. Genetika člověka.
Demonstrace zátěžového testu ve funkční laboratoři kardiopulmonální
diagnostiky. Demonstrace regulačních mechanismů, ovlivňujících reakci oběhu na
fyzickou zátěž.
Objektivizace prokrvení periferie končetin pomocí laserové fotopletysmografie
s demonstrací změn průtoku krve v závislosti na změnách vnějšího prostředí
(chlad, teplo).
Demonstrace vyšetření funkce plic a změn klidové plicní ventilace na vybrané
vnější podněty.
Návštěva pracoviště technické ortopedie. Myoelektrické protézy, měření
svalových potenciálů.
Demonstrace akustického vjemu a jeho vnímání, regulace a kvantifikace.
Přednesení zadaného referátu.
Hemodialýza, hemofiltrace, hemoperfúze. Mimotělní krevní oběh. Dávkovače
inzulínu. Kardiostimulace a defibrilace. Test zápočtový.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky