Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2009/2010

Biokybernetika

Typ studia magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 455-0309/01
Zkratka BKY
Název předmětu česky Biokybernetika
Název předmětu anglicky Biocybernetics
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra měřicí a řídicí techniky
Garant předmětu Mgr. Petr Tiefenbach

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 živých systémů, entropie.
Biotermodynamika II.
Strukturní termodynamika. Termodynamika biologické evoluce.
Neurofyziologie - nervový systém. Přenášení a zpracovávání informace v biologických systémech. Nervová, hormonální a humorální úroveň jejich řízení. 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.
Náhrady orgánových funkcí.
Náhrada a podpora funkce vnitřních orgánů. Náhrada funkce ledvin, srdce a plic. Stimulátory externí a implantibilní.


Cvičení:
Základní pojmy, zadání referátu z odborné literatury.


Laboratoře:
Mechanismy transportu látek přes biologické membrány.
Ilustrační příklady.
Membránové napětí a membránové proudy, metody měření a analýzy.
Termodynamika základních biologických jevů, aplikace strukturní termodynamiky. 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. Test A.
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.
Biologický princip smyslového vnímání a možnosti jeho narušení. Demonstrace akustického vjemu a jeho vnímání, regulace a kvantifikace. Přednesení zadaného referátu.
Hemodialýza, hemofiltrace, hemoperfúze. Mimotělní krevní oběh. Dávkovače inzulínu. Kardiostimulace a defibrilace. Test B.


Počítačové laboratoře:
Modelování chemických a biologických dějů.
Příklady zpětných vazeb v organismu s demostrací jejich významu pro fyziologickou činnost.

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.
Babloyantz, A.: Molecules, dynamics and life, J.Wiley, New York, 1986.

Talbot, S.a.: Systems physiology, J.Wiley, New York 1973.

Doporučená literatura

Tiefenbach,P: Biokybernetika, Sylaby na WWW stránkách katedry, 2002,
Penhaker,M: Biokybernetika, Sylaby na WWW stránkách katedry, 2002,