Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 01. 02. 08 «Биомеханика» по физико-математическим и техническим наукам
|
|
Скачать 59.37 Kb.
|
| ПРОГРАММА-МИНИМУМ кандидатского экзамена по специальности 01.02.08 «Биомеханика» по физико-математическим и техническим наукам Введение В основу настоящей программы положены лекционные курсы по биомеханике, а также элементы общей биологии и физиологии человека и животных. Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по математике и механике при участии НИИ механики Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова. ^ Строение живой клетки. Мембрана как двумерный континуум. Реологические свойства мембраны. Пассивный и активный массоперенос через мембрану. Механочувствительность клеток. Электрический потенциал мембраны, возбуждение и распространение электрического импульса по мембране. Модель мембранного тока. Модели, описывающие функционирование ионных каналов. Подвижность клеток и одноклеточных организмов. Реологические свойства цитоплазмы и модели ее подвижности. Движение ресничек и жгутиков. Движение при делении клетки. ^ Состав и реологические свойства крови. Псевдотурбулентность в потоке крови; механизмы и модели агрегации и перераспределения клеток крови в потоке. Экспериментальные методы изучения агрегации клеток, механической травмы и свертывания крови. Состав, реологические свойства и модели растворов биополимеров (суставная жидкость, слизистые жидкости). ^ Строение и реологические свойства стенок кровеносных сосудов, кожи, сухожилий, хряща, паренхимы легкого, тканей глаза. Модель Фанга. 4. Мышцы Микроструктура, строение и реологические свойства мышц; поперечно-полосатые и гладкие мышцы. Управление мышечным сокращением. Основные уравнения модели мышечной ткани и их использование при обработке результатов экспериментов; уравнение Хилла. Понятие о кинетической теории мышечного сокращения; особенности летательных мышц насекомых. ^ Строение, реологические и электромеханические свойства костной ткани; строение и свойства тканей зубов. Адаптационные свойства кости. ^ Континуальные модели клеточный мембраны, крови, мягких тканей, костной ткани. Континуальные и кинетические модели мышечной ткани. ^ Общая характеристика механических явлений в сердечно-сосудистой системе. Механика сердца. Подходы к моделированию течения крови в ветвящемся русле. Движение крови в сосудах. Постановки задач о пульсирующем течении крови в прямых жестких и деформируемых сосудах. Понятие о начальном участке. Теория пульсовой волны; нелинейные эффекты. Измерение артериального давления методом Короткова. Основные эффекты при движении крови в сосудах со сложной геометрией. Движение крови в венах и в сосудах малого круга. Понятие о сосудистом тонусе; ауторегуляция и эффект Бейлиса, реакция сосудистой стенки на сдвиговые напряжения. Распределение эритроцитов в малых сосудах. Движение крови в кровеносных капиллярах: деформации эритроцитов, модель Лайтхилла. Массообмен между кровью и окружающими тканями; модель Крога. Осмотические явления; формула Старлинга. Постановки задач о массообмене в тканях и органах (легкие, почка). Нульмерные модели. Уравнение теплообмена в тканях, его приложения в практических задачах. ^ Общая характеристика механических явлений в дыхательных органах человека и млекопитающих. Простейшие математические модели в механике дыхания. Понятие о механике речеобразования. ^ Строение и механические свойства органов пищеварения. Перистальтический механизм транспорта и перемешивания. Постановка общей задачи; решение в длинноволновом приближении. Эффекты рефлюкса и захвата. Мочевыделительная система. ^ Биомеханика глаза. Механические процессы в органах слуха и равновесия. Математическая постановка задачи о распространении волн в улитке. Модель движения жидкости в полукружных каналах. ^ Объемный и поверхностный рост тканей, морфогенез. Клеточные механизмы. Влияние механических и химических регуляторов. Принципы построения моделей растущих тканей и органов. Модели типа Тьюринга. Кинетика клеточного деления, массоперенос и рост в опухолевых тканях. Математические модели образования зоны некроза в опухоли. Общие представления о росте растений. ^ Общие представления о локомоциях. Принципы организации движений. Синергии. Двигательная единица. Гидродинамические подходы к изучению полета и плавания животных. Движения человека. Моделирование тела человека многозвенным механизмом с активными усилиями в сочленениях. Основные применения моделей. Постановка задач об импульсных и вибрационных воздействиях на человека. Трение и смазка в суставах. Понятие об эргономике и инженерной психологии. ^ Движение совокупностей взаимодействующих организмов. Случайные блуждания и хемотаксис у одноклеточных. Целенаправленные коллективные движения; теории транспортных потоков. ^ Искусственные клетки и мембраны, липосомы. Требования к заменителям биологических тканей; протезирование опорно-двигательного аппарата. Протезы кровеносных сосудов и сердечных клапанов, искусственное сердце. Аппараты искусственного дыхания, другие искусственные массообменные системы. Основная литература Бранков Г. Основы биомеханики. М.: Мир, 1981. Волькенштейн М.В. Общая биофизика. М.: Наука, 1978. Гидродинамика кровообращения. М.: Мир, 1971. Гурфинкель В.С., Левик Ю.С. Скелетная мышца: структура и функция. М.: Наука, 1985. Джеффрин М., Шапиро А. Механика // Сб. переводов иностр. статей. 1972. N 5. C. 88 – 108. Дьяченко А.И., Шабельников В.Г. Математические модели действия гравитации на функции легких. М.: Наука, 1985. Итоги науки и техники. Комплексные и специальные разделы механики. Т. 1. М.: ВИНИТИ, 1985. Механика кровообращения / К. Каро, Т. Педли, Р. Шротер, У. Сид. М.: Мир, 1981. Лайтфут Э. Явления переноса в живых системах. М.: Мир, 1977. Педли Т. Гидродинамика крупных кровеносных сосудов. М.: Мир, 1983. Регирер С.А., Руткевич И.М., Усик П.И. Механика полимеров. 1975. № 4. С. 585 – 589. Регирер С.А. Лекции по биологической механике. Ч. 1. М.: Изд.-во МГУ, 1980. Современные проблемы биомеханики. Т. 1 – 6. Рига; т. 7. Н.Новгород; Т. 8 – 10. М., 1983—2000. Шупляков В.С. Анализ сигналов на периферии слуховой системы. Л., 1981, с. 5 – 35. Ивенс И., Скейлак Р. Механика и термодинамика биологических мембран. М.: Мир, 1982. Бегун П.И., Шукейло Ю.А. Биомеханика. СПб: Политехника, 2000. Дополнительная литература Молекулярная биология клетки. Т. 1—3 / Б. Албертс, Д. Брей, Д. Льюис и др. М.: Мир, 1994. Александер Р. Биомеханика. М.: Мир, 1970. Математические задачи динамической имитации аэрокосмических полетов / В.В. Александров, Л.И. Воронин, Ю.Н. Глазков и др. М.: Изд-во МГУ, 1995. Беленький В.Е., Куропаткин Г.В. Диалог травматолога с биомехаником. М.: Солид, 1996. Березовский В.А., Колотилов Н.Н. Биофизические характеристики тканей человека. Справочник. Киев: Наук.думка, 1990. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. М.: Медицина, 1966. Биомеханика: проблемы и исследования. Рига: Зинатне, 1988. Богданов К.Ю. Физик в гостях у биолога. М.: Наука, 1986. Глазер Р. Очерк основ биомеханики. М.: Мир, 1988. Егоров В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Течение крови в микрососудистой сети мышцы при регуляторных реакциях: квазистационарные задачи // Изв. АН. Механика жидкости и газа. 1993. № 1. C.137—145. Марри Д. Нелинейные дифференциальные уравнения в биологиии: Лекции о моделях. М.: Мир, 1983. Образцов И.Ф., Ханин М.А. Оптимальные биомеханические системы. М.: Медицина, 1989. Проблемы прочности в биомеханике. М.: Высш. школа, 1988. Регирер С.А. Квазиодномерная теория перистальтических течений // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1984. № 5. C. 89—97. Романовский Ю.М., Степанова Н.В., Чернавский Д.С. Математическая биофизика. М.: Наука, 1984. Физиология человека. Т. 1—4. М.: Мир, 1985—1986. Шмидт-Ниельсен К. Физиология животных. Приспособление и среда. Кн. 1, 2. М.: Мир, 1982. Шмидт-Нильсен К. Размеры животных: почему они так важны. М.: Мир, 1987. Примечания. 1. Общим для всех отраслей науки, по которым присуждаются ученые степени по специальности 01.02.08 «биомеханика» являются: а) знание экзаменующимся основных фактов, касающихся строения и функционирования биологических объектов — от клетки до целостного организма; б) понимание того, каким механическим законам и в какой конкретно форме подчинен тот или иной механический процесс в живой системе. 2. Для физико-математических наук достаточно общих представлений об экспериментальных методах изучения свойств и функционирования биологических систем, о протезах и заменителях, о диагностических и иных практических приложениях биомеханики. Напротив, серьезное внимание должно быть уделено математическим моделям свойств биологических объектов. Для технических наук достаточно лишь общих сведений о моделях, но важны методы экспериментов и прикладные вопросы (применительно к человеку). |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям