455-0049/01 – Biokybernetika (BKY)
| Garantující katedra | Katedra měřicí a řídicí techniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Mgr. Petr Tiefenbach | Garant verze předmětu | Mgr. Petr Tiefenbach |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 5 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1992/1993 | Rok zrušení | 2002/2003 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
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.
Student po absolvování předmětu získává informace o principu vzniku, přenosu, zpracování a uchování informace v živých systémech. Předmět zapadá svou náplní do zaměření měřicí a řídicí technika v biomedicíně. Získané vědomosti a dovednosti v tomto předmětu a celého zaměření vytváří základní předpoklad znalostí biomedicínckého inženýrství.
Vyučovací metody
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. Student po absolvování předmětu získává informace o principu vzniku, přenosu, zpracování a uchování informace v živých systémech. Předmět zapadá svou náplní do zaměření měřicí a řídicí technika v biomedicíně. Získané vědomosti a dovednosti v tomto předmětu a celého zaměření vytváří základní předpoklad znalostí biomedicínckého inženýrství.
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.
Stefan Silbernagl, Agamemnom Despopoulos: Atlas fyziologie člověka. Praha 1984.
Wiliam F. Canong: 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:
Test č.1, referát, závěrečný test č.2.
Podmínky udělení zápočtu:
Pro udělení zápočtu je potřeba získat min.10 bodů - max.20 bodů za prezentaci referátu.
E-learning
Další požadavky na studenta
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. Test č.1.
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 lase rové 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 č. 2.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.