Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki AGH Studia doktoranckie: Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna
Przedmiot:	Modeling of biological systems
Kiedy:	5 sem
Wymiar:	30 h
Prowadzący:	dr hab. inż. Krzysztof Boryczko, prof. nadzw.
Miejsce pracy	WEAIiE
Forma zajęć:	20 godzin wykładów oraz 10 godzić zajęć laboratoryjnych
Treści kształcenia:	Zakres tematyczny wykładów obejmował będzie metody modelowania i symulacji dynamiki układów biologicznych w szerokim zakresie skal przestrzenno czasowych. Omówione zostaną podstawowe zagadnienia klasycznej dynamiki molekularnej, służące modelowaniu układów biologicznych w skali atomowej, w tym: oddziaływania blisko i daleko zasięgowe, potęcjały wielociałowe, metody kontroli temperatury i ciśnienia oraz algorytmiczne aspekty implementacji modeli. Dalej, w zakresie modelowania układów mezoskalowych, przedstawione zostaną modele Dissipative Particle Dynamics oraz Fluid Particle Model, zarówno w wersji klasycznej jak i w opisie w ramach formalizmu GENERIC, który pozwala na śledzenie stanu termodynamicznego układu. W ramach modeli skali makro przedstawiona zostanie metoda cząsteczkowa Smoothed Particle Hydrodynamics oraz metody siatkowe: elementów skończonych i gazu siatkowego Boltzmana. Część teoretyczną wykładu zamknie omówienie metod modelowania z wykorzystaniem automatów komórkowych. Zajęcia laboratoryjne będą stanowić praktyczną ilustrację wiedzy przekazanej na wykładach. W ich trakcie, studenci korzystając z dostarczonego oprogramowania przeprowadzą proste symulacje układów biologicznych z różnych skal przestrzenno czasowych. W tym: symulację ruchów termicznych w dwuwarstwie lipidowej, symulację przepływu krwi w naczyniu włosowatym oraz w dużym naczyniu krwionośnym. Na zakończenie zajęć laboratoryjnych zademonstrowany zostanie prosty model procesu angiogenezy.
Literatura: