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Master en Física________________________________________________
DESCRIPTOR DE LA ASIGNATURA

Año académico 2006-2007
Ficha técnica

Asignatura

Nombre de la asignatura: Fenómenos no lineales en biología

Código: a cumplimentar por el Centro de Tecnologías de la Información

Tipo: Optativa

Nivel: Postgrado

Curso: 1, 2

Semestre: 1S

Horario: Martes 10:30-11:30, Jueves 10:30-11:30 y Viernes 15:30-16:30

Idioma: Catalán/Castellano. Se requiere capacidad de comprensión lectora en Inglés. Se podrá impartir en Inglés dependiendo del alumnado.
Profesorado

Profesor/a responsable

Nombre: Raúl Toral Contacto: raul@imedea.uib.es



Otros profesores/ as

Nombre: Claudio Mirasso Contacto: claudio@imedea.uib.es

Nombre: Tomas Sintes Contacto: tomas.sintes@uib.es

Nombre: Victor Martínez-Eguíluz Contacto: victor@imedea.uib.es


Prerrequisitos: Licenciado/Ingeniero o graduado en una carrera de ciencias.
Número de créditos ECTS: 5

Horas de trabajo presencial: 35

Horas de trabajo autónomo: 90
Descriptores:

Membranas celulares, modelos y redes de neuronas, efectos estocásticos.


Competencias de la asignatura

Específicas:

  1. Membranas celulares. Estudio de su estructura y función.

  2. Transporte a través de membranas.

  3. Descripción de la actividad neuronal y modelos de neuronas.

  4. Aparición de oscilaciones y excitabilidad en biología.

  5. Análisis del efecto del ruido en sistemas biológicos

  6. Estudio de redes de unidades excitables y neuronas


Genéricas:

  1. Comprensión y expresión de significados en lenguaje físico, matemático y programación.

  2. Aplicar conocimientos teóricos y prácticos para la resolución de problemas.

  3. Aplicación de tecnologías informáticas.

  4. Iniciación a la investigación propia del campo.

  5. Conocimiento de técnicas de redacción y presentación en público del trabajo personal y de investigación.

Contenidos

- Membranas celulares, estructura y función:

Composición de las membranas biológicas. Lípidos y proteínas. Interacción lípido-proteica.

Permeabilidad selectiva y potencial de membrana.

Estructura de los canales iónicos. Canales de Na y K y canales de proteínas.

Fenómenos de transporte. Poros y excitabilidad de los canales iónicos.

- Actividad neuronal y modelos de interacción de neuronas:

Codificación neuronal. Propiedades de las neuronas. Trenes de pulsos y ritmo de respuesta.

Modelos de Neuronas: Eq. de Fitzhugh-Nagumo. Modelo "Integrated and fire".

Análisis de puntos fijos y ciclos límites. Oscilaciones sub-umbrales.

Redes funcionales cerebrales.

Modelos de redes con unidades excitables y/o oscilatorias y neuronas.

-Oscilaciones y excitabilidad en biología:

Excitabilidad en membranas biológicas y tejidos nerviosos.

Modelos cualitativos de las oscilaciones biológicas. Sincronización de osciladores biológicos y caos.

- Efectos del ruido en sistemas biológicos.
Metodología y plan de trabajo del estudiante


Competencias de la materia

Metodología de aprendizaje

Tipo de agrupación

Horas para el estudiante

Horas para el profesor

1, 2, 3, 4, 5, 6

Clase Presencial

Media

20

20

7, 8

Clase práctica

Media

5

5

9

Laboratorio

Media

5

5

8

Tutoría

Pequeña

2

2

10,11


Presentación Trabajo en grupo

Media

1

1


11

Seminario

Media

2

2

1, 2, 3, 4, 5, 6

Estudio teórico




50



7, 9

Estudio práctico




15



8

Trabajo teórico




15



9, 10

Trabajo práctico




10


En esta asignatura el 10% de las actividades presenciales se realizarán en la modalidad de aprendizaje a distancia (e-learning)


Criterios, instrumentos de evaluación y contrato
Criterios de evaluación:

  1. Adquisición y/o cumplimiento de las competencias específicas de la asignatura.


Instrumentos de evaluación:

  1. Presentación por parte del alumno de algún trabajo seleccionado (e.g..: a partir del material impartido en el curso; reproducir algunos resultados de trabajos científicos publicados).

  2. Evaluación continuada en base a participación en las clases prácticas, exposición de trabajo en grupo, etc.


Criterios de calificación:

  1. 50% de la calificación: presentación de desarrollos seleccionados.

  2. 50% de la calificación: exposición trabajos en grupo, resolución de problemas en las clases prácticas.


La evaluación se organiza mediante contrato: No (enlace al contrato)
Material didáctico para el trabajo autónomo y lecturas recomendadas
Material disponible en la WEB y fotocopias suministradas por el profesorado.
Bibliografía, recursos y anexos


  1. Biomembranes, molecular structure and function. Robert B. Gennis. Springer, 1989.

  2. Ionic channels of excitable membranes. B. Hille,. Sinauer Ass. Inc. Massachussetts, 1992.

  3. Energy transduction in biological membranes. W. Cramer, D.   Knaff, Springer, 1998.

  4. Neurons and networks: an introduction to neuroscience. John E. Dowling. Cambridge, London: Belknap Press of Harvard University Press, 1992.

  5. Theoretical Neuroscience, P. Dayan and L. F. Abbott, MIT Press, 2001.

  6. Mathematical Biology, James D. Murray, Springer, 3ed. 2002.

Enlace a la guía docente de la asignatura









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