Física Biomédica (plan 2015) 2024-1

Ciencias Biológicas, Temas Selectos en Biofísica

Enfoque de la complejidad en las ciencias biomédicas

En el estudio del cuerpo humano existen diferentes perspectivas para entender su funcionamiento. Las ciencias de la complejidad permiten estudiar la dinámica de las interrelación de diferentes sistemas del cuerpo a través de nuevos conceptos como adaptación, emergencia y autoorganización. En este curso el alumno aprenderá los aspectos fundamentales de las ciencias de la complejidad aplicados al estudio de la dinámica del cuerpo humano por medio del análisis de señales bioeléctricas, como el corazón y el cerebro, con la finalidad de estudiarlo como un sistema multifactorial con la ayuda de herramientas matemáticas y computacionales que permitan identificar sus propiedades como sistemas complejos.

Horas de clase a la semana:

3 horas

Horario:

martes 18:30 a 20:00

jueves 18:00 a 19:30

Liga (cambio de liga)

Criterio de evaluación:

30 % exámenes.

30 % tareas.

40 % proyecto.

Temario

1. Introducción a la Complejidad en las Ciencias Biomédicas

1.1 Que hacen los 'Complejólogos'.

1.2 ¿De que habla la Complejidad? ¿Por qué se mete en todos lados?

2. ¿Complejidad es Caos?

2.1 Caos ¿Pasó de moda?

2.2 Complejidad: al borde del caos

3. Somos como pilas andantes (Señales bioeléctricas).

3.1 Origen de las señales bioeléctricas.

3.2 Registremos el cuerpo con un amplificador: electrocardiograma, electromiograma y electroencefalograma.

3.3 Ordenemos la información registrada, ¿Cómo se ve en la pantalla?:Despliegue de datos en Matlab

4. Matemáticas, Programación y complejidad

4.1 Conceptos matemáticos en la complejidad

4.2 Estimadores: correlaciones lineales y no lineales

5. Transformadas especiales, aplicadas en el análisis de series de tiempo provenientes del cuerpo humano.

5.1. Análisis de frecuencias y amplitudes en los ritmos cerebrales

5.2. Sincronización como mecanismo de comunicación neuronal

5.3. Redes fisiológicas y la conexión entre órganos y sistemas

6. Temas seleccionados para aplicar las herramientas aprendidas:

6.1 Electroencefalograma : Epilepsia

6.2 Electrocardiograma: fibrilación

Bibliografía

[1] Xirau Ramon, Introducción a la historia de la filosofía, editorial UNAM 2011

[2] Ahn A.C., Tewari M., Poon C.S., et al., 2006, The limits of reductionism in Medicine: Could systems biology oer an alternative?, Plos. Med., Vol.3, e208; ibid., The clinical applications of a systems approach, e209.

[3] De Regules, Sergio, Caos y Complejidad. La Realidad Como Caleidoscopio, Shackleton Books (2022)

[4]John M. Beggs and Nicholas Timme, Being critical of criticality in the brain, Front. Physiol., 07 June 2012 Sec. Fractal Physiology

[5] Arkandy Pikovsky, Michael Rosenblum, Jürgen Kurths, Synchronization A Universal Concept in Nonlinear Science, Cambridge University press 2001

[6] Peter V. O’Neil. Matemáticas avanzadas para Ingeniería; Cengage Learning, 6ta edición 2008

[7] Transnational College of Lex, Aventuras con Fourier, editorial UNAM 2009