Структура за темами
1. Введення в біофізику складних систем.
Лекція 1. Як мі будемо працювати?
1. Нащо ми всі зібрались.
2. Стандартний кар’єрний шлях у біомедичних науках.
3. Що ми будемо вивчати.
4. Як ми будемо це робити.
5. Першоджерела для читання та знання англійської мови.
6. Етика взаємовідношень у біомедичних дослідженнях.
7. Як ми будемо спілкуватися.
Завдання
Опрацювання розділів 1-2 книги Brain Facts та її Glossary.
Лабораторна робота 1. Ознайомлення з сучасною електрофізіологічною лабораторією.
Лекція 2. Історія розвитку електрофізіологічних досліджень.
1. Місце біофізики серед інших природничо-наукових дисциплін.
2. Нерозривний взаємозв'язок фізичних і біологічних явищ.
3. Відкриття Гальвані і Вольта як основа для розвитку сучасної електрофізіології.
4. Ідеї та принципи сучасної електрофізіології.
5. Фізики, що зробили значний внесок в розвиток біології.
Завдання
Контрольна робота: диктант по англійській термінології у галузі нейронаук.
Лабораторна робота 2. Ознайомлення з лабораторією конфокальної мікроскопії.
Лекція 3. Історія розвитку оптичних методів досліджень.
1. Нерозривний взаємозв'язок фізичних і біологічних явищ.
2. Розвиток оптики і способів реєстрації експериментальних результатів від мікроскопа Лівенгука до сучасних методів оптичних досліджень.
3. Мюллерівські клітини сітківки, як приклад оптоволокна розробленого природою
4. Квантові точки - сучасні флуоресцентні зонди
Завдання
Опрацювання розділів 3-4 книги Brain Facts.
2. Будова та функціонування серцево-судинної системи.
Лекція 1. Біофізичні основи функціонування серцево-судинної системи.
1. Навіщо потрібно серце в складі організму?
2. Штучне серце.
3. Навіщо потрібна і як організована судинна система?
4. Концентрація О2 і СО2 в повітрі, артеріальної крові і тканинах організму.
Лабораторна робота 1. Ознайомлення з принципами роботи з живими тканинами, що вилучені з організму.
Лекція 2. Сучасні біофізичні методи візуалізації і досліджень судинної системи.
1. Звичайна рентгенівська ангіографія.
2. Методи, засновані на магнітно-резонансній томографії та позитронно-емісійній томографії.
3. Лазерно-доплерівська флоуметрія.
4. Конфокальна мікроскопія.
5. Оптична мікро-ангіографія (OMAG).
Завдання
Контрольна робота: диктант по англійській термінології у галузі нейронаук.
Лекція 3. Газообмін в організмі і його порушення.
1. Газообмін в легенях і тканинах організму.
2. Закони Дальтона і Генрі.
3. Газообмін азоту.
4. Газообмін кисню.
5. Газообмін вуглекислого газу.
6. Причини розвитку та способи боротьби з кесонної хворобою.
Лабораторна робота 2. Ознайомлення з принципами молекулярних досліджень у живих клітинах.
Лекція 4. Газообмін в організмі і його порушення (продовження).
1. Гірська хвороба.
2. Тиск газів в порожнинах організму.
3. Фізіологічні порушення при швидких зменшенні зовнішнього тиску.
4. Дихання та рН регуляція в крові та тканинах організму.
Завдання
Опрацювання розділів 5-6 книги Brain Facts.
Лекція 5. Судинна система та розвиток злоякісних новоутворень.
1. Необхідність судинної системи для розвитку злоякісних новоутворень.
2. Голодування.
3. Ангіогенезис та розвиток злоякісних новоутворень.
4. Кисень-залежний механізм активації/деградації HIF-1α та ріст судин.
5. Підходи до лікування за рахунок «управління» судинами.
Завдання
1. Оцінити об’єм, що перекачує серце в день.
2. Яка кількість азоту (мг) виводиться у хвилину з організму людини при правильному спливанні з глибини.
3. Чи можемо ми оцінити споживання енергії людиною, маючи на увазі, що вона витрачає 200 мг О2 на хвилину?
4. Оцініть різними способами (за диханням і добовою дієтою) потреби людини в О2 та кількість виведення СО2 в хвилину.
5. Чому артеріальна кров рожева, а венозна темна?
6. Використовуючи закони Дальтона та Генрі розрахувати концентрацію О2 і СО2 у крові людини (грам/літр).
7. Чому виникає гірна хвороба і що «робить» організм для боротьби з нею?