«БИОФИЗИКА»
advertisement
«БИОФИЗИКА» ЦЕЛЬ ОБУЧЕНИЯ: ПРИОБРЕТЕНИЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ЗНАНИЙ ПО ФИЗИКЕ, ХИМИИ, МАТЕМАТИКЕ, БИОЛОГИИ И ИНЖЕНЕРНЫХ НАВЫКОВ Основные курсы, читаемые по специализации «БИОФИЗИКА» Срок обучения 5,5 лет Специальность “Радиационная безопасность человека и охрана окружающей среды” Специализация “Радиационная биофизика” ФИЗИЧЕСКИЕ КУРСЫ. ОБЩАЯ ФИЗИКА: 1. МЕХАНИКА 2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА 3. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ 4. ВОЛНЫ И ОПТИКА 5. АТОМНАЯ ФИЗИКА 6. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА 7. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА 8. ФИЗИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ ФИЗИЧЕСКИЕ КУРСЫ. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА: 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА 2. ТЕОРИЯ ПОЛЯ 3. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА 4. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА КУРСЫ МАТЕМАТИКИ: 1. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ (ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ) 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ (ИНТЕГРАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ) 3. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ 4. ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА 5. ВЕКТОРНЫЙ И ТЕНЗОРНЫЙ АНАЛИЗ 6. ТЕОРИЯ ФУНКЦИЙ КОМПЛЕКСНОГО ПЕРЕМЕННОГО 7. ОБЫКНОВЕННЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ 8. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ 9. УРАВНЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ 10. ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА 11. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЯДЫ ХИМИЧЕСКИЕ КУРСЫ: 1. ОБЩАЯ ХИМИЯ 2. ХИМИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ 3. ЭЛЕКТРОХИМИЯ: ХИМИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ БИОЛОГИЧЕСКИЕ КУРСЫ: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ ЦИТОЛОГИЯ (клетка) БИОЭНЕРГЕТИКА КЛЕТКИ ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ ГИСТОЛОГИЯ АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ АНАТОМИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ РЕГУЛЯЦИИ ОРГАНИЗМА (нервная, иммунная, гормональная) БИОХИМИЧЕСКИЕ КУРСЫ: 1. ОСНОВЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ И МЕДИЦИНСКОЙ БИОХИМИИ 2. БИОХИМИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ 3. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ БИОПОЛИМЕРОВ 4. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ 5. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ БИОФИЗИЧЕСКИЕ КУРСЫ: 1. 2. 3. 4. БИОФИЗИКА БИОФИЗИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ СИСТЕМНАЯ БИОЛОГИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ В БИОФИЗИКЕ И ЭКОЛОГИИ. МЕТОД МОНТЕ-КАРЛО 5. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В БИОФИЗИКЕ И ЭКОЛОГИИ 6. АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОФИЗИКИ СПЕЦКУРСЫ: 1. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЩЕСТВА 2. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ 3. РАДИАЦИОННАЯ БИОФИЗИКА 4. МИКРОДОЗИМЕТРИЯ 5. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ 6. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРАКТИКА ОБЩЕПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ: 1. 2. 3. ИНОСТРАННЫЙ ЯЗЫК (АНГЛИЙСКИЙ) СТАТИСТИКА КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ: ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ 4. ИНФОРМАТИКА 5. ЭКОЛОГИЯ. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 6. ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ПЕРЕНОСА ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ. ФИЗИКА ЗАЩИТЫ 7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ 8. ДОЗИМЕТРИЯ ИЗЛУЧЕНИЙ 9. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ 10. ВОЕННАЯ ПОДГОТОВКА ИНЖЕНЕРНЫЙ НАВЫК: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И УПРАВЛЕНИЕ РИСКОМ Наше сотрудничество: ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® НИИ биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва Институт Проблем Лазерных и Информационных Технологий, г. Троицк, Московск ой обл. НИИ цитохимии и молекулярной фармакологии, Москва Государственный Научный центр Институт медико-биологических проблем РАН, Москва НИИ Нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН, Москва Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Москва Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Москва НИИ Биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича РАМН, Москва. НИИ Физико-химической медицины, Москва Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика, Москва Институт хирургии им. Вишневского, Москва НИИ Канцерогенеза ГУ РОНЦ им. Блохина РАМН, Москва Институт прикладной физики РАН, Москва Центр магнитно-резонансной томографии и спектроскопии МГУ, Москва НИИ морфологии человека РАМН, Москва Научно-исследовательский институт нейрохирургии им. Ак. Н.Н.Бурденко РАМН, Москва Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии Департамента здравоохранения г. Москвы Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН, Москва ФГУ Московский НИИ Психиатрии Росздрава, Москва НИИ медицинской генетики РАМН, Москва НИИ общей генетики РАН, Москва НИИ Биотехнологии РАН, Москва НИИ системных исследований РАН, Москва ФГУ предприятие Государственный НИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" Научно-образовательные центры на базе направления «Биофизика» в МИФИ: 1. НОЦ “Нейробиология, нейроинформатика и когнитивные исследования” совместно: ГОУ ВПО МИФИ кафедра “Биофизика, радиационная физика и экология” (№1) кафедра “Кибернетика” (№ 22) кафедра “Анализ конкурентных систем” (№ 65) Учреждение Российской академии наук Научно-исследовательский институт системных исследований РАН (НИИСИ РАН) - Центр оптико-нейронных технологий Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт нормальной физиологии имени П.К. Анохина РАМН (ГУ НИИНФ РАМН) - Отдел системогенеза Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" (ФГУ РНЦ "Курчатовский институт") - Институт когнитивных исследований Учреждение Российской академии наук Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (ИВНД и НФ РАН) 2. НОЦ “Физико-химические биотехнологии” совместно: • ГОУ ВПО МИФИ кафедра “Биофизика, радиационная физика и экология” (№1) • Закрытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика» 3. НОЦ “Биохимическая физика” совместно: • ГОУ ВПО МИФИ кафедра “Биофизика, радиационная физика и экология” (№1) • Учреждение Российской академии наук Институт биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН Научные семинары: ® ® Организован общеинститутский и московский научный семинар по актуальным вопросам биофизики, нейробиологии, нейроинформатике и когнитивным исследованиям. На сайте МИФИ и в газете Инженер-физик сделаны страницы по науке, где находятся материалы с объявлениями о семинарах, с аннотацией докладов о семинарах и интервью с ведущими учеными. Информация по адресу http://www.mephi.ru Олимпиада “Живые системы” ® Для отбора школьников по биологическому направлению – было организовано в МИФИ проведение очного тура секции “Живые системы” всероссийской олимпиады “Росатом” по биологии и экологии. Это позволит увеличить в будущем, при ежегодном проведении олимпиады, как набор школьников, поступающих в МИФИ, так и число желающих среди них заниматься биофизикой. КОГНИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАЗВИТИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ ПОСТИНДУСТРИАЛЬНОГО ОБЩЕСТВА – НБИКВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ технологии СИСТЕМ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ НАНОТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ БИОТЕХНОЛОГИИ ШЕСТЬ ВОЛН ТЕХНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ. ШЕСТАЯ ВОЛНА – НЕЙРОТЕХНОЛОГИИ (2010-2060 гг.) Z.Lynch (2003) К РОССИЙСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР «КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ» И Н ЦЕНТР НАНО-БИО-НАУК И КОНВЕРГЕНТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ с источниками синхротронного излучения и нейтронов Б Центр НБИКтехнологий НАНОБИОТЕХНОЛОГИИ Медицина Создание платформ Биоорганические системы и биотехнологии Физико-химия, кристаллография Гибридные приборы. Создание и тестирование Инженернотехнологический центр Разработка и целевая доставка лекарств Биохимия и белковые фабрики Источник синхротронного излучения и нейтронный реактор Лечение генетических заболеваний и генетическая безопасность Геномика и генная инженерия Кристаллография Микро- и наносистемная техника Иммунология и иммунотехнологии Химический синтез высокочистых соединений Микрофлюидика Иммобилизация биомолекул Системная интеграция Влияние на человеческий организм различных воздействий Расширение возможностей человека Клеточные технологии и стволовые клетки Микро- и наноэлектроника Сенсоры биогибридные детекторы Механические и биомиметические двигатели и актюаторы Приводы и трансмиссии ИНФОКОГНОТЕХНОЛОГИИ Компьютерные науки и информатика Суперкомпьютерный центр Обработка больших массивов генетических и нейронных данных Био и нейронная информатика Крупномасштабные модели мозга и сознания Нейронаука и когнитивные технологии Когнитивные исследования и технологии Нейровизуализация и распознавание когнитивных процессов Когнитивная психология и когнитивные тесты Нейробиология памяти и когнитивные модуляторы Методы нейрокогнитивных исследований человека Нейробиология интеллекта и нейроморфные системы Прикладные когнитивные исследования Нейробиология и мозговые интерфейсы ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНОИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ СТУДЕНТОВ - Нейробиология - Радиационная биофизика - Молекулярная генетика - Тканевая инженерия - Математическое моделирование биологических процессов - Биоэнергетика клетки и организма - Биологическое действие излучений - Разработка медицинской аппаратуры - Онкотерапия - Бионанотехнологии - Создание новых медицинских препаратов Тканевая инженерия Тканевая инженерия – это междисциплинарная область направленная на восстановление дефектов в тканях и органах. Согласно этому методу, организм сам может восстанавливать поврежденную ткань, если для этого созданы надлежащие условия. Успехи тканевой инженерии (1992 г. профессор Ваканти) Разработка тканеинженерной конструкции для лечения ложных суставов Прогнозирование риска почечной недостаточности в ближайшем послеоперационном периоде при хирургическом вмешательстве на органах мочевыделительной системы Цель исследования: Изучить возможности прогноза риска почечной недостаточности после операции у онкоурологических больных на базе данных биохимических анализов крови и мочи и комплексной реносцинтиграфии до хирургического вмешательства. Бионанотехнологии Моделирование структуры рецепторов клеток и их работы Генная инженерия, разработка фармакологических препаратов Исследование механизмов памяти по уровню экспрессии белка с-Fos МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ГЛИЦИНОВОГО РЕЦЕПТОРА Цель работы: Построение универсальной математической модели, описывающей движение ионов в мембранных каналах на примере хлорного канала глицинового рецептора Функции глицинового рецептора GlyR GlyR channels AC hR Инженерные работы в медицине: ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: Разработать метод прямого электрохимического экспресс-анализа сердечного маркера миоглобина, основанного на детекции взаимодействия антиген-антитело, с использованием антител к миоглобину миокарда человека, иммобилизованных на химически модифицированных печатных электродах. Разработка библиотеки нейронных сетей на основе модели бионического нейрона Моделирование структуры комплекса восьмигемовой цитохром с нитритредуктазы из Thioalkalivibrio nitratireducens с ингибитором тиоцианатом при атомном разрешении Исследование динамики частоты хромосомных аберраций в лимфоцитах крови человека для разработки метода биодозиметрии в космическом полете Поставленные задачи. 1. Определение вида зависимости снижения частоты хромосомных аберраций от времени после облучения, и нахождение соответствующего показателя скорости элиминации частоты хромосомных аберраций. 2. Исследование зависимости показателя скорости элиминации аберрантных клеток от поглощенной дозы. 3. Исследование зависимости показателя скорости элиминации частоты хромосомных аберраций от времени, прошедшего с момента прекращения облучения. Изучение биологического влияния электромагнитных полей СВЧ диапазона с помощью системного анализа двигательной активности и поведенческого паттерна Цель: Изучение влияния электромагнитного излучения сверхвысоких частот на двигательную активность и целенаправленное поведение мелких лабораторных животных Влияние компенсации геомагнитного поля на когнитивные процессы человека Исследование влияния давления на неспецифическую проницаемость биомембран для глюкозы Оптоэлектронный блок: светодиоды (0,65 и 0,96 мкм), фотодиод, кювета, механическая мешалка с лепестками, жесткость которых можно менять. Поместив препарат крови в кювету можно наблюдать неравновесный процесс изменения объема эритроцитов по изменению величин рассеяния света, регистрируемых фотодиодом. Метилирование ДНК как одна из возможных причин изменчивости Helicobacter pylori Целью настоящей работы было вывить вклад процессов метилирования в увеличение количества транзиций С→Т в Н. pylori. В связи с этим была поставлена следующая задача: разработать и создать ДНК-макроматрицы для определения уровня метилирования геномной ДНК H. pylori. Иcпользование сконструированных промоторов для регуляции гена аминотрансферазы Escherihia coli и их изучение Современное конструирование штаммов-продуцентов биологически активных веществ методами метаболической инженерии основано на использовании известных механизмов различных уровней регуляции жизнедеятельности микроорганизма, на основе которого получают данный продуцент. Одним из уровней такой регуляции является регуляция экспрессии генов. Ранее в лаборатории для конструирования продуцентов на основе бактерии Escherichia coli была получена библиотека промоторов, различающихся по своим активностям. Была поставлена задача исследовать интегрированные перед геном tyrB E.coli три различных по силе промотора из этой библиотеки. Эти исследования могли быть полезны для некоторых штаммов-продуцентов аминокислот, в биосинтезе которых может принимать участие трансаминаза TyrB. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПРЕССИИ БЕЛКА C-FOS У МЫШЕЙ, ПАМЯТЬ КОТОРЫХ РАНЕЕ БЫЛА НАРУШЕНА СОЧЕТАНИЕМ БЛОКАДЫ БЕЛКОВОГО СИНТЕЗА С НАПОМИНАНИЕМ Применение ближней инфракрасной спектроскопии для идентификации и стандартизации твердых лекарственных форм Цели: 1. Изучить возможность использования ближней инфракрасной (БИК) спектроскопии для выявления отличий в твердых лекарственных формах препаратовметаболитов. 2. Получить количественное подтверждение различий структуры и состава лекарственных препаратов на основе аминокислоты глицин. Сравнение методов локализации активности головного мозга человека Изображения получаемые с помощью BOLD контраста фМРТ, на рисунках различие в активности головного мозга при выполнении лингвистических заданий на «родном» языке (слева) и на втором известном испытуемому разговоном языке (справа) Исследования мозга и нейрокогнитивные технологии будущего "Для человека не существует более жизненно необходимого научного исследования, чем исследования его собственного мозга. Весь наш взгляд на вселенную определяется этим." Francis H. C. Crick 39 39 Исследования мозга и нейрокогнитивные технологии будущего Мы так пока и не нашли двойную спираль мозга (2004) Исследования мозга и нейрокогнитивные технологии будущего The Decade of the Brain (1990‐2000) "to enhance public awareness of the benefits to be derived from brain research“ (Congress of the USA) The Decade of the Mind (2010‐2020?) Proposal for a $4 billion 10‐year US national program to understand the mechanisms of mind. The proposal is modeled after the Human Genome project in structure and size. ЭЭГ электроэнцефалография Альфа ритм Размещение исследуемых срезов А Б 1. s.parieto-occipitalis 2. s.calrarinus 3. g.lingualis В Г 4. s.intraparietalis 5. g.supramarginalis 6. g.angularis 7. Inc.praeoccipitalis НЕЙРОБИОЛОГИЯ Опухоль (T2WI) Моторная зона кисти НЕЙРОБИОЛОГИЯ СОЗНАНИЯ и мозговые интерфейсы A unit in the right anterior hippocampus that responds to pictures of the actress Halle Berry. This cell also responds to a drawing of her, to herself dressed as Catwoman (a movie in which she played the lead role) and to the letter string ‘Halle Berry’ (picture no. 96). НЕЙРОБИОЛОГИЯ СОЗНАНИЯ и мозговые интерфейсы Nicolelis (2004) НЕЙРОБИОЛОГИЯ СОЗНАНИЯ и мозговые интерфейсы Видео на сайте кафедры НЕЙРОБИОЛОГИЯ СОЗНАНИЯ и мозговые интерфейсы Спасибо за внимание!
