FISICA BIOFISICA E STATISTICA
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2018/2019
- Docente
- MICHELE MARZIANI
- Crediti formativi
- 12
- Periodo didattico
- Primo Semestre
Obiettivi formativi
- FISICA
L'obiettivo del modulo di Fisica è introdurre le grandezze e i principi fondamentali della Fisica Classica. In particolare, gli argomenti trattati mirano a fornire gli strumenti necessari per la comprensione dei fenomeni fisici alla base delle attività motorie. Le lezioni e le esercitazioni guidate permetteranno di acquisire le competenze richieste per impostare in modo scientifico e quantitativo la risoluzione di semplici problemi in questo ambito.
BIOFISICA
L'obiettivo del modulo di Biofisica è presentare principi di Fisiologia cellulare, in particolare riguardo le cellule eccitabili (nervose e muscolari), di discutere i fenomeni che portano alla genesi e alla propagazione degli impulsi nervosi e di spiegare come questi si trasformino in contrazioni muscolari in seguito all’attivazione delle sinapsi nervo-muscolo. Gli argomenti trattati mirano a fornire gli strumenti necessari per la comprensione dei fenomeni biofisici alla base delle attività motorie. Le lezioni permetteranno di acquisire le competenze richieste per affrontare con adeguata preparazione i corsi che seguiranno nel triennio.
STATISTICA E ANALISI DEI DATI
Il corso intende formare all'uso del metodo scientifico quantitativo nella descrizione e interpretazione dei fenomeni naturali presenti nell'area della medicina applicata alle attività motorie. La scelta dei contenuti è guidata dalla prospettiva della loro utilità nell'ambito delle successive esigenze didattiche. Prerequisiti
- Elementi di algebra. Elementi di trigonometria. Funzioni che trovano applicazione nello studio dei fenomeni naturali. Conoscenza di alcuni elementi del calcolo algebrico e della analisi funzionale. Fondamenti di biologia cellulare.
Contenuti del corso
- FISICA
Grandezze fisiche: grandezze scalari e vettoriali, unità di misura: il Sistema Internazionale. Cinematica: moto rettilineo uniforme ed uniformemente vario; moto circolare uniforme; moto armonico; moti piani.
Dinamica: forze e leggi della dinamica, forza di gravità: massa, peso e densità; esempi di altre forze fondamentali; lavoro, energia potenziale e cinetica, conservazione dell'energia. Sistemi di punti materiali: centro di massa; equilibrio del corpo rigido; conservazione dell'energia, della quantità di moto e del momento angolare; oscillatore armonico; pendolo semplice. Statica e dinamica dei fluidi: equilibrio di un fluido, pressione, legge di Archimede, effetti delle forze di coesione: tensione superficiale e capillarità; equazione di continuità e teorema di Bernoulli; moto di un fluido perfetto e di un fluido viscoso, cenni di idrodinamica nella circolazione sanguigna.
Termodinamica: gas perfetti, calore e temperatura, primo principio della termodinamica, cenni sul secondo principio della termodinamica.
Elettromagnetismo: legge di Coulomb, isolanti e conduttori; circuiti elettrici: corrente, resistenza e capacità, legge di Ohm.
BIOFISICA
PRINCIPI DI BASE. Definizione di Biofisica. Acqua e soluzioni. Struttura molecolare dei lipidi, delle proteine e delle membrane. Richiami di elettricità, conduzione ionica ed elettronica, corrente e resistenza. Conduttori e isolanti. La legge di Ohm. Resistenza e reattanza. Le proteine di membrana e in soluzione. Diffusione e osmosi. Il potenziale di Nernst e l’equazione di Goldman-Hodgkin-Katz.
SEGNALI NERVOSI: Canali di membrana. Il potenziale di riposo. Il modello Hodgkin e Huxley. Voltage-clamp e patch-clamp. Il potenziale d’azione. Potenziali graduati e conduzione nelle fibre nervose. La giunzione neuromuscolare. Sinapsi eccitatorie e inibitorie. Integrazione spaziale e temporale dei segnali sinaptici. Farmacologia delle sinapsi. Recettori.
TECNICHE AVANZATE: Campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici. La registrazione extracellulare. Imaging tissutale statica e dinamica: PET, fPET, TAC, NMR e fNMR; risoluzione spaziale e temporale. Imaging a fluorescenza e fluorofori.
STATISTICA E ANALISI DEI DATI
Il corso prevede una parte teorica che illustra le tecniche più comuni della analisi statistica di dati univariati e bivariati ed una parte pratica per acquisire familiarità con l'utilizzo di programmi dedicati all’analisi dei dati di interesse medico-clinico e sportivo.
Parte teorica: tecniche di rappresentazione grafica dei dati qualitativi e quantitativi e tecniche numeriche per il calcolo degli indici riassuntivi di posizione e dispersione. Nozioni di probabilità e alcuni elementi del calcolo probabilistico. Distribuzioni di probabilità delle variabili casuali discrete e continue (distribuzione Binomiale, Normale e Normale Standard), di comune utilizzo per l’analisi di dati qualitativi e quantitativi.
Parte pratica: esercitazioni guidate dal docente per eseguire, tramite programmi di analisi sviluppati in ambiente MS-Excel le analisi statistiche descrittive di dati qualitativi e quantitativi di interesse medico-clinico e sportivo. Metodi didattici
- Lezioni frontali
ANALISI DATI: Lezioni frontali e Esercizi da svolgere a casa con l’ausilio dei programmi Excel Modalità di verifica dell'apprendimento
- FISICA
Esame scritto composto da 15 domande a risposta multipla con 5 possibili risposte di cui solo una corretta. Ogni risposta corretta vale 2 punti, ogni risposta non data 0 punti, -0,5 punti per ogni risposta sbagliata. Durata 45 minuti.
BIOFISICA
Esame scritto composto da 60 domande a risposta “Vero” o “Falso”. Ogni risposta corretta vale 1 punto, ogni risposta errata vale -1 punti, ogni risposta non data vale 0 punti. Il voto di sufficienza (18/30) è raggiunto con 36 punti. Durata 60 minuti.
STATISTICA E ANALISI DEI DATI
Esame scritto da eseguirsi tramite piattaforma “Moodle”. Lo studente deve rispondere ad una serie di domande a scelta multipla e aperte e risolvere una serie di esercizi realizzati per valutare le conoscenze, le competenze e le abilità acquisite durante le lezioni frontali e le esercitazioni al computer. Le domande e gli esercizi sono estratti in modo casuale da un’apposita base dati e la valutazione varia da 1 a 4 punti per ciascuna risposta corretta in funzione del grado di difficoltà di ciascuna domanda e/o esercizio; grado di difficoltà dichiarato nella griglia di valutazione inserita nel compito.
Il tempo previsto per l’esame è di un’ora e il punteggio massimo raggiungibile è pari a 31 (30 con Lode).
IL VOTO FINALE RISULTERÀ DALLA MEDIA PONDERATA DEI VOTI CONSEGUITI IN CIASCUNA PROVA Testi di riferimento
- FISICA
Borsa, F., & Lascialfari, A., PRINCIPI DI FISICA: per indirizzo biomedico e farmaceutico, II edizione (2014) EdiSES
BIOFISICA
Indicazioni sui testi consigliati verranno fornite a lezione
STATISTICA E ANALISI DEI DATI
P.S. Mann, Introductory Statistics, VIII Eds, Wiley N.Y.(2012). Dal libro sono state ricavate delle dispense, dei lucidi riassuntivi, e una serie di esercizi che sono a disposizione dello studente.