Home | Suche | Inhaltsübersicht | Kontakt | Impressum
INSTITUT FÜR MEDIZINISCHE INFORMATIK, STATISTIK UND EPIDEMIOLOGIE English Website

Vertiefungsmodul Modellierung biologischer und molekularer Systeme

Akademischer Grad Modulnummer Modulform
Master of Science 10-202-2410 Wahlpflicht
Empfohlen für: 1./3. Semester
Verantwortlich Lehrstuhl für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie
Dauer 1 Semester
Modulturnus jedes Wintersemester
Lehrformen
  • Vorlesung "Modellierung biologischer und molekularer Systeme" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 50 h Selbststudium = 80 h
  • Vorlesung "Spezialvorlesung wahlweise aus Inhalt" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 50 h Selbststudium = 80 h
  • Praktikum "Modellierung biologischer und molekularer Systeme" (2 SWS) = 30 h Präsenzzeit und 50 h Selbststudium = 80 h
  • Seminar "Modelle in Medizin und Biologie " (1 SWS) = 15 h Präsenzzeit und 45 h Selbststudium = 60 h
Arbeitsaufwand 10 LP = 300 Arbeitsstunden (Workload)
Verwendbarkeit Vertiefungsmodul für alle Schwerpunkte im M. Sc. Informatik
Ziele Studium verschiedener grundlegender (Vorlesung) und fortgeschrittener (Spezialvorlesung) Modellierungstechniken. Erwerb der Fähigkeit zur Beschreibung biologischer Prozesse mittels modelltheoretischer Strukturen, sowie deren Umsetzung in einen mathematischen Formalismus mit dem Ziel der Implementation innerhalb von Computerprogrammen.
Inhalt Vorlesung:
Vermittlung der Grundlagen der mathematischer Behandlung dynamischer Systeme (z.B. mittels gewöhnlicher Differentialgleichungen) anhand einer Auswahl biologisch/medizinisch relevanter Beispielsysteme (z.B. Pharmakokinetik, Zellwachstum und Zelldifferenzierung, Räuber-Beute-Systeme, Enzymkinetik, Genregulation)

Vermittlung spezifischer Modellierungstechniken aus einem der folgenden Gebiete:
  • Stochastischer Prozesse: Markovprozesse, Simulationsstrategien, Mastergleichungsansatz; Anwendung auf biologische Systeme, wie z.B. klonale Kompetitionen innerhalb von Zellpopulationen oder die Analyse von Fluktuationen innerhalb einfacher genetischer Netzwerke
  • Modellierung strukturierter Populationen: Modellierungsansätze auf der Basis partieller Differentialgleichungen, Analytische und numerische Lösungsstrategien; Anwendung auf biologische Systeme, wie z.B. Wachstum strukturierter Zellpopulationen
  • Modellierung zellulärer und genetischer regulatorischer Systeme: Biologische Grundlagen genetischer und metabolischer Regulation, Vorstellung verschiedener Modellierungsansätze: z.B. logische/bayssche Netze, Differentialgleichungsansätze u.a.; Anwendung auf verschiedene molekulare Systeme wie z.B. Zellzyklusregulation, allgemeine genetische Schalterfunktionen, Regulation des lac-Operons, u.a.
  • Modellierung von Gewebsorganisation: Möglichkeiten der mathematischen Beschreibung von Homöostase bzw. Regeneration nach Störung; Untersuchung allgemeiner Prinzipien der Selbsterhaltung und Differenzierung am Beispiel der Organisation von Stammzellpopulationen; Vorstellung verschiedener mathematischer Ansätze wie z.B. Systeme gewöhnlicher Differentialgleichungen, stochastische Prozesse, Zellularautomaten u.a.

Praktische Übungen am Computer: Implementation und Analyse eines mathematischen Modells zu einem vorgegebenen biologischen System. Theoretische Biologie

Teilnahmevoraussetzungen keine
Literaturangabe unter www.informatik.uni-leipzig.de sowie im Vorlesungsverzeichnis
Vergabe von Leistungspunkten Prüfungsvorleistung:
Referat im Seminar
Praktikumsleistung im Praktikum

Modulprüfung: Mündliche Prüfung (30 Min.)
Prüfungsformen und -leistungen
Modulabschlussprüfung: Mündliche Prüfung 30 Min.
Vorlesung "Modellierung biologischer und molekularer Systeme"
Vorlesung "Spezialvorlesung wahlweise aus Inhalt"
Praktikum "Modellierung biologischer und molekularer Systeme"
Seminar "Modellierung biologischer und molekularer Systeme"
Letzte Änderung: 13.03.2014Redakteur: