Biokybernetika

modelování

vybrané partie

chemická kinetika

buňka

farmakokinetika

regulace dýchání

• 1 Úvod do biokybernetiky 1
  2 Modelování v biologických systémech 5
  2.1 Matematické modely biologických systémů 5
  2.1.1 Deterministické modely biologických systémů 5
  2.1.2 Stochastické modely biologických systémů 9
  2.2 Metodika modelování a simulace biologických systémů 10
  2.2.1 Postup při vytváření modelu 11
  3 Vybrané partie z biofyzikální chemie 14
  3.1 Skupenské (fázové) přeměny 14
  3.2 Disperzní systémy 15
  3.2.1 Pravé roztoky (roztoky nízkomolekulárních látek) 15
  3.3 Termodynamika živých systémů (biotermodynamika) 16
  3.4 Transportní jevy 19
  3.4.1 Difúze 19
  3.4.2 Osmóza 21
  4 Chemická kinetika 24
  4.1 Základní pojmy 24
  4.2 Matematické modely jednoduchých reakcí 25
  4.3 Autokatalytické reakce 29
  4.4 Enzymová kinetika 31
  4.5 Oscilační a vlnové jevy v chemických soustavách 34
  5 Buňka a buněčné regulace 35
  5.1 Vlastnosti živé hmoty 35
  5.2 Základní látky živé hmoty 35
  5.3 Funkční organizace buňky 37
  5.4 Genetická informace v buňce 37
  5.5 Buněčné regulace a jejich matematické modely 38
  5.5.1 Regulace na Úrovni enzymů 38
  5.5.2 Regulace syntézy enzymů 39
  5.5.3 Modely represe enzymové syntézy 41
  6 Populační dynamika 43
  6.1 Modely jedno druhových společenstev 43
  6.1.1 Spojité modely jedné populace 43
  6.1.2 Vliv prostředí na hustotu populace a řízení hustoty populace 45
  6.1.3 Diskrétní modely jedné populace 46
  6.1.4 Diskrétní modely věkové struktury populace 47
  6.2 Růst a kultivace mikroorganismů 48
  6.2.1 Bioreaktory a jejich řízení 48
  6.2.2 Modely růstu mikroorganismů 49
  6.3 Společenstva dvou druhů 53
  6.3.1 Typy interakcí mezi dvěma druhy 53
  6.3.2 Spojité modely typu dravec-kořist 54
  7 Farmakokinetika 58
  7.1 Modely průniku léčiv biologickými membránami 58
  7.2 Lineární farmakokinetické modely 61
  7.2.1 Kinetika distribuce léčiv po podání nitrožilní injekcí 61
  7.2.2 Kinetika distribuce léčiv po podání intravenózní infúzi 62
  7.2.3 Kinetika distribuce léčiva po extravaskulárním podání 63
  7.3 Nelineární farmakokinetické modely 63
  8 Neurokybernetika 65
  8.1 Přenos signálů v neuronech 65
  8.2 Matematické modely neuronu 67
  8.2.1 Deterministické modely neuronu 67
  8.2.2 Stochastické modely neuronu 68
  8.3 Umělé neuronové sítě a neuropočítače 69
  8.3.1 Učení neuronových sítí 70
  8.3.2 Architektury umělých neuronových sítí 71
  8.3.3 Asociativní neuronové sítě 72
  8.3.4 Vícevrstvé neuronové sítě 73
  8.3.5 Obecnější neuronové sítě 74
  8.3.6 Technické realizace neuronových sítí 75
  9 Model regulace dýchání 76
  9.1 Fyziologický úvod 76
  9.2 Popis modelu 78
  9.2.1 Základní koncepce 78
  9.2.2 Plicní kompartment 79
  9.2.3 Mozkový kompartment 80
  15.3 Výsledky simulace 124
  16 Model izometrické kontrakce kosterního svalu 126
  16.1 Fyziologický úvod 126
  16.2 Popis modelu 127
  16.3 Výsledky simulace 128
  17 Analýza a syntéza systémů člověk — stroj 131
  17.1 Základní vlastnosti 131
  17.2 Rozhraní člověk - stroj 133
  17.3 Modely chování člověka 136
  17.4 Vliv prostředí na chování člověka 138
  17.5 Hlediska návrhu systému člověk - stroj 139
  18 Příloha 143