پدیده‌های بیوالکتریک اول 99-98

سلام! به سایت درس پدیده‌های الکتریکی زیستی خوش آمدید.

دانشجویان این درس در این صفحه به منابع، تمرینات و اخبار فوری این درس دسترسی دارند.

♦ اخبار:

* دانشجویان عزیز می توانند ریز نمرات خود را اینجا مشاهده نمایند.فرمول محاسبه نمره نهایی همان است که در پرتال و ابتدای کلاس ارائه شد: 9 نمره پایان ترم + 6 نمره میان ترم + 5 نمره تمرینات + 1.5 نمره پروژه (که امتیازی است و حضور و غیاب هم در ان لحاظ شده است). همان طور که از ابتدا عرض شد هیچ ارفاقی خارج از قرار اولیه نیست و دوستان مجموع تلاش خود را دریافت می کنند. لذا خواهشمندم از گفتگو در خارج از این چارچوب خودداری نمایید. اما چنانچه اشتباهی در محاسبات رخ داده است حداکثر تا یکشنبه ساعت 17 اینجانب را از طریق ایمیل یا حضوری مطلع نمایید. دوستان می توانند از 15 تا 16.30 روز یکشنبه 13 بهمن ماه جهت مشاهده برگه های خود مراجعه نمایند.

** راهنمای پروژه ارسال شد (به بخش پروژه در همین صفحه مراجعه شود). دوستان لطفا حتما مطالعه نمایند. دوستان دقت کنند که مهلت ارائه تا پایان هشتم بهمن ماه است. + مجددا این صفحه را برای راهنمایی های احتمالی بیشتر چک نمایید.

** مهلت تحویل پروژه تا ۶ بهمن تمدید گردید. رفع اشکال چهارشنبه حضوری نیست بلکه پس از وصول و بررسی ایمیل ها برای دوستانی که لازم باشد شنبه یا یکشنبه وقت برای رفع اشکال حضوری اختصاص داده می‌شود.

** ساعت رفع اشکال نهایی روز شنبه ۲۸ دی‌ماه: ۱۱ تا ۱۳ به استثنای ۱۲ الی ۱۲:۳۰ .

** پاسخ تمرین سری 8 بر سایت قرار گرفت. نمره این سری از تمرینات با توجه به مشکلات پیش آمده به صورت امتیازی محاسبه می گردد. یعنی کسانی که تا این موعد تحویل داده اند نمره تمرین را به صورت امتیازی خواهند گرفت. دقت نمایید که این مبحث در امتحان هست و امتیازی شدن نمرات تمرین به معنای عدم شمول آن در امتحان نبوده است.

** مدل اصلاح شده (چند ضریب بهبود یافته تا رفتار ناپیوسته نداشته باشد) برای کانال کلسیم بارگزاری شد.

** مدل پمپ روی سایت قرار گرفت.

** در این هفته استثنائا ساعت رفع اشکال یکشنبه 14.30 تا 16.30 نــخواهد بود. ساعت حضور برای رفع اشکال در این هفته سه شنبه 15.30 تا 17.30 خواهد بود.

** منابع دیگر برای تکمیل پروژه به زودی بارگزاری می شود. نکته مهمی که در پاسخ به سوال دوستان لازم است اشاره شود: پروژه نیم نمره از بارم اصلی دارد و یک نمره مازاد بر ارزیابی کل. یعنی نمره کل پروژه یک و نیم نمره است و می تواند تا یک نمره به نمره کل کمک کند. موعد تحویل نهایی گزارش پروژه توسط سرگروه ها پایان روز 6 بهمن خواهد بود. دوستان می توانند در تاریخ ۲ بهمن برای رفع اشکال گزارش اولیه نتایج را ارسال نمایند.

** آخرین فایل‌های پرده‌نما مورد استفاده در کلاس بر روی سایت قرار گرفت.

ساعات رفع اشکال در فرجه و امتحانات:‌ یکشنبه ها ۱۴:۳۰ الی ۱۶:۳۰

*** کد برای مدل GHK کانال کلسیم روی سایت نهاده شد. (جهت پروژه)

*** جلسه جبرانی: شنبه 7 دی ماه ساعت 17 الی 19.

** فایل های پرده نمای ارائه های اخیر در قسمت منابع سایت قرار گرفت.

** شرح فاز اول پروژه و کدی که تا حدودی نزدیک به این پروژه است روی سایت قرار گرفت.

* لطفا طرح درس را از اینجا دانلود نمایید.

* مطالب مهم و زیربنایی درس پدیده در جلسه اول را که به زحمت دو تن از دانشجویان کلاس آقای قاسم دامغانی و خانم فرخی مقدم به زیبایی تایپ شده است می توانید از اینجا دریافت نمایید. مطالعه این فایل برای تمام غایبین جلسه اول ضروری است.

♦ قواعد درس:

اطلاعات مربوط به ارزشیابی درس در پرتال آموزشی، در بخش طرح درس قابل مشاهده است. درس شامل انجام تحقیق است که ان‌شاا…. از ابتدای نیمسال عملا آغاز می‌شود.در کلاس درس، اصول بیان شده و پایه‌ها گذاشته می‌شود. حرکت اصلی به دست شماست فقط با خواندن کتاب و مطالعه منابع درس (که در همین صفحه سایت قرار می‌گیرد) صورت می‌گیرد. به ازای هر جلسه، اغلب دانشجویان حدود یک و نیم ساعت را صرف مطالعه کتاب می‌کنند.

در این درس دو نوع تمرین داریم:‌

تمرین روز: تمرینی که همان روز داده می‌شود و بایستی تا پایان روز در یک صفحه به تدریس یار داده شود.

تمرین‌های هفتگی: اگرچه گاهی تحویل همه شماره سوال‌های ارائه شده برای یک سری تمرین الزامی نبوده و حل با انتخاب دانشجویان است،حل سوالات بیشتر دارای امتیاز افزوده است. در خصوص زمان تحویل تمرینات قاعده کلاس ما به این صورت خواهد بود: هر تمرین معمولاً تا دو هفته بعد از بارگزاری در سایت مهلت دارد. تمریناتی که در هفت روزاول تحویل داده شوند، از ۲۰ درصد افزایش نمره برخوردار خواهند بود. برای تمریناتی که تا موعد درهفته دوم تحویل داده شوند سطح نمره کامل در نظر گرفته می‌شود. تمریناتی که پس از دوشنبه تا زمان حل در کلاس تدریس یار به تدریس‌یار محترم تحویل داده می‌شوند با ۲۰ درصد کسر نمره پذیرفته می‌شوند. پس از حل تمرین در صورت تشکیل کلاس حل تمرین، تمرین پذیرفته نخواهد شد.

ساعات مشاوره و رفع اشکال: دوشنبه 7.45 تا 9.00، سه شنبه 16.30 تا 18:00هر هفته بدون نیاز به وقت قبلی- یا هماهنگی از طریق ایمیل msaviz@aut.ac.ir.

کتاب مرجع درس: (مرجع اصلی روی درایو P سایت رایانه دانشکده در دسترس است.)

R. Barr, R. Plonsey, "Bioelectricity, A Quantitative Approach", Springer Verlag. (مرجع اصلی)

R. Plonsey, J. Malmivuo, "Bioelectromagnetism", http://www.bem.fi/book/

مبانی علمی انرژی درمانی- از اُشمن

منابع افزوده:

فایل پرده نمای مقدمه شهودی بر ارتباطات بین سلولی که در کلاس ارائه شد.

فیلم های پخش شده در کلاس: فرایندهای حیاتی درون سلول، و مایتوکندریا.

دوستانی که فکر می کنند روی مباحث مربوط به مختصات کروی و استوانه ای نیاز به مرور سریعی دارند موارد زیر را مشاهده نمایند. البته این مباحث در جریان اصلی درس مورد نیاز نخواهد بود ولی از آن جا که در فصل حاضر مورد استفاده هستند مطالعه توصیه می شود:

مطالعه (۱): مختصات استوانه‌ای و کروی : مطالب مفیدی در سایت رشد وجود دارد .همچنین خلاصه‌ای از معرفی این دستگاه‌ها و المان‌گیری در این متن قابل مطالعه است. اگر می‌خواهید تصاویر جمع وجوری از المان‌ها داشته باشید این دوصفحه هم مفید است

مطالعه(۲): خلاصه درس فیزیک الکتریسیته برای محاسبه میدان الکتریکی از روی قاعده تراوش در این برگه قابل مطالعه است

* در مبحث مدل هاجکین و هاکسلی اشاره شد که رفتار نمایی مرتبه اول n برای آن که بتواند بر نتایج تجربی انطباق منحنی داده شود بایستی به توان چهار برسد. کد زیر در متلب می تواند این را به ما نشان دهد:

t=0:0.01:5;
n=1-exp(-t);
figure(1);
subplot(2,2,1);plot(t,n.^1);title ('n(t)')
subplot(2,2,2);plot(t,n.^2);title ('n(t)^2')
subplot(2,2,3);plot(t,n.^3);title ('n(t)^3')
subplot(2,2,4);plot(t,n.^4);title ('n(t)^4')

پرده نمای مربوط به مبحث معادلات هاجکین هاکسلی اینجاست.

مقاله مربوط به مدل پمپ سدیم-پتاسیم اینجاست.

دوستان در کلاس درباره سازوکار انتخابگری کانال سدیم و پتاسیم سوال داشتند. به خصوص آن چه عجیب است آن است که کانال پتاسیم، سدیم را که یونی با شعاع یونی کوچکتر است (جدول تناوبی را به یاد دارید؟) عبور نمی دهد و گفتم که این به پدیده های آبپوشی هم مربوط دانسته شده است. مطابق وعده، مقاله ای که این مساله را بحث می کند اینجاست.

یک برنامه نمونه متلب برای شبیه سازی پتانسیل عمل بر اساس معادلات به دست آمده در کلاس اینجاست. کد را با دقت بخوانید و درک نمایید. برخی از سطرها احتمالا نیاز به اصلاح و تکمیل دارند.

پرده نمای مباحث اخیر:

مبحث مدل های تحریک

مبحث پیوندگاه عصبی عضلانی

فایل پرده‌نمای شکل گیری سیگنال‌های قلبی اینجاست.

پاسخ سوال خانم اصلانی در خصوص علت بازگشت نقطه کار به مرز ناحیه واکنشی-خازنی پس از قطع پالس جریان (در حالتی که نقطه کار در طول پالس جریان وارد ناحیه واکنشی شده باشد.

پروژه درس:

** با توجه به آن که کدنویسی برای کانال کلسیم دارای ظرایفی است (از جمله تبدیل واحدها و کار با غلظت های متغیر و عیب یابی کد ) که در زمان محدود دوستان برای پروژه های درسی نگنجیده است، تخفیفی در کار در نظر گرفته شده است که به شرح زیر است. بدیهی است دوستانی که در خصوص کانال کلسیم تلاش کرده و به نتایجی رسیده بودند می توانند نتایج را گزارش کنند و به اندازه ای که از آن آموخته اند نمره تعلق می گیرد. همچنین خارج از روال درس و نمره به نتایجی که دوستان از سر علاقه علمی به دست می آورند علاقه دارم. به هر حال این شرح پروژه جایگزین است:

در این پروژه با همان سلول مکعبی با کانال های سدیم و پتاسیم و نشتی که روی سایت نهاده شده بود کار می کنیم. فلسفخ بحث مشابه همان شرح پروژه قبلی در مورد کلسیم است. اما این بار بر رفتار ولتاژ غشا و نه غلظت یون ها متمرکز می شویم.

برای ابعاد داده شده در ابتدای کد مشخص نمایید که تابع بهره غشا (با فرض بافت متراکمی از این سلول ها – که منجر به همان فرمول کلاس می شود) چیست؟
فرض کنیم میدان متوسطی با اندازه یک ولت بر متر در بافت حضور دارد. اما فرکانس آن متغیر مورد علاقه ماست. دامنه ولتاژ القایی بر غشا (که همان دامنه dVsin است) را به صورت تابعی از فرکانس به دست آورید. این تنها چیزی است که شما به کد اضافه می کنید.
با تغییر فرکانس، نموداری (با محور افقی فرکانس) رسم نمایید که نشان می دهد سطح پایه ولتاژ غشا به علت انباشت بار به ازای هر فرکانس چه تغییری می کند؟ (این تغییر تقریبا معادل همان عبارتی است که در سطر آخر کد با نام Vmem_demodulated رسم می شود. البته به بیان دقیق تر باید فیلتر شده فرکانس پایین این عبارت رسم شود.اما اغلب همین عبارت به خوبی تغییر سطح ولتاژ غشا در بازه اعمال میدان را نشان می دهد. ) کدام فرکانس ها سلول را دپلاریزه می کنند؟ کدام ها سلول را هایپر پلاریزه می کنند؟
دقت نمایید که زمان در این کد بر حسب ms است. پس f=1 یعنی یک کیلوهرتز.

بازه فرکانس را تا جایی که می شود وسیع بگیرید. دقت نمایید که در هر فرکانس باید گام زمانی شما بسیار کمتر از (مثلا یک دهم) دوره تناوب سینوسی باشد. همچنین گام زمانی باید از کوچکترین ثابت زمانی سیستم (مثلا ثابت های زمانی کانال ها) بسیار کوچک تر باشد. کد مربوطه هم اینجاست. دوستان دقت دارند که این کد فاقد پمپ است. لذا همه رفتارهای آن فیزیکی نیست- با این حال دسته ای از رفتارهای قابل حصول از سلول را نشان می‌دهد.

شرح پروژه قبلی:

همان طور که می دانید در این مساله غلظت کلسیم درون سلول تغییر می کند. پس مدلی درست تر از آن چه channelpedia می دهد مدل GHK است که غلظت درون سلول در آن قابل تغییر است (شما این غلظت را محاسبه می کنید). این مدل را با اصلاحاتی که دانشجویان گروه ما روی آن انجام داده اند می توانید اینجا بیابید (نسخه جدید -98/10/25) دقت شود که واحد ولتاژ غشا ولت و جریان بر حسب پیکو آمپر بر سانتی متر مربع و زمان بر حسب میلی ثانیه است.| فایل کد مربوط به مدل پمپ و مقاله مربوط به آن را می توانید از اینجا پیدا کنید. دقت نمایید که این فایل مقدار جریان پمپ را بر حسب مول بر ثانیه بر واحد سطح می دهد شما باید آن را اگر لازم باشد به جریان الکتریکی تبدیل و با ضرب در مساحت برای سلول خود استفاده نمایید.| فایل شرح کار (فاز اول) اینجاست.| یک کد مشابه اینجاست. دقت نمایید که این کد سلولی مکعبی را تشریح می کند که فقط کانال های سدیمی و پتاسیمی دارد. شما باید این کد را بسیار تغییر دهید تا به آن کدی تبدیل شودک که شما لازم دارید. این صرفا یک ابزار کمکی است. نوشتن کد توسط خود شما از ابتدا هم قویا قابل توصیه است.

♦ تمرین:

تمرین فکر ۱ – موعد تحویل: ۲۴ مهرماه.

تمرین فکر ۲ – موعد تحویل: 8 آبان ماه

برای پروژه درس: نمودار بخش شناخته شده از مسیرهای اثر کلسیم بر رفتار سلول خونی قرمز انسان.

تمرین فکر ۳ – موعد تحویل: 16 آبان ماه – سوال شماره 4 امتیازی است و تحویل آن الزامی نیست.

تمرین فکر ۴- بخش نظری- موعد تحویل: 29 آبان 1398

تمرین فکر ۴- بخش رایانه‌ای-موعد تحویل: 13 آذر 1398. | بخش منابع درس مشاهده شود

تمرین فکر ۵ – موعد تحویل: ۱۳ آذرماه ۱۳۹۸ | دوستان دقت کنند که بر اساس بازخورد از دانشجویان متن سوالات برای رسیدن به وضوح و روانی بیشتر توسط خانم مهندس رستمی و اینجانب مورد بازنگری مفصلی قرار گرفته است. تمریناتی که از این پس نیز بر سایت قرار می گیرند انشاا… با بازنگری در متن سوالات ارائه خواهند شد.

تمرین فکر ۶ و 7 : (سوالات 6 و 8 و 15 امتیازی هستند)بخش مربوط به فصل هشتم از این مجموعه : موعد تحویل 20 آذرماه 1398. | بخش مربوط به فصل هفتم: 27 آذرماه 1398

تمرین فکر سری 8 : موعد تحویل: چهارشنبه هفته فرجه

با توجه به عدم امکان تشکیل جلسه حل تمرین حل تمرینات سری 8 در اینجا قابل مشاهده است.