Top of this page
Skip navigation, go straight to the content
Dit vak geeft een inleiding in computersystemen, programmeertalen enalgoritmen. Er zal worden ingegaan op het specificeren, ontwerpen enimplementeren computerprogramma's, met de nadruk op het programmeren ineen object-georienteerde taal. Tijdens het bijbehorende practicumzullen programmeeropdrachten geinspireerd door biomedischepraktijdvoorbeelden worden uitgevoerd op het notebook.
8C080 - Algoritmen voor Biomedische Informatica
Computermodellen worden binnen de natuurwetenschappen naast theorie en experiment meer en meer gebruikt ter bestudering van velerlei fysische, chemische en biomedische verschijnselen. Simulaties met behulp van zulke modellen hebben een grote toegevoegde waarde wanneer die verschijnselen zich manifesteren op een lengte- of tijdschaal die experimenteel moeilijk toegankelijk is en kunnen ook een goedkoop alternatief zijn voor tijdrovende experimenten. In dit college wordt ingegaan op het ontwerpen van elementaire algoritmen en methoden die in computer simulaties worden gebruikt.
Daarnaast genereren biomedische experimentele methoden vaker en vaker grote hoeveelheden data die enkel met behulp van computeralgoritmen bewerkt en geanalyseerd kunnen worden. Veelal is het doel in deze analyses het vinden van patronen zoals in tumordetecties in medische beelden en genen met een gelijkend expressiegedrag in microarraydata.
In dit college wordt daartoe ingegaan op eenvoudige algoritmen die gebruikt worden om zulke patronen te herkennen en te analyseren.
8C020 - Datamodellering en -verwerking
Het vak Datamodellering en -verwerking gaat in op de rol van een informatiesysteem in een organisatie, zoals bijvoorbeeld een bedrijf of een ziekenhuis, en de opzet van een dergelijk systeem. Tijdens het college wordt aangegeven hoe de structuur en het gedrag van een informatiesysteem en zijn omgeving formeel gespecificeerd kunnen worden. Daarnaast wordt ingegaan op het gebruik van formele specificaties voor het verkrijgen van inzicht en als uitgangspunt voor analyse en implementatie. In de opdracht zal de theorie worden toegepast om te komen tot een database model. Aan de hand van dit model zal een database worden gerealiseerd met behulp van MS Access.
8E090 - Systeemanalyse en parameterschatten
Het begrijpen van het dynamisch gedrag van biologische en biomedische systemen door wiskundige analyse van lineaire en niet-lineaire modellen. Kunnen onderscheiden en toepassen van verschillende methodes voor verschillende soort modellen. Begrijpen hoe interacties tussen processen (zoals terugkoppeling) het systeemgedrag beïnvloeden, en kunnen leiden tot biologische gedragingen zoals homeostase, limiet-cycli en chaos.
Het vinden van onbekende waardes van model parameters op basis van experimentele data verkregen uit het systeem. Dit heet systeemidentificatie en parameterschatting en is algemeen een manier om grootheden (parameters) te bepalen zonder deze direct te meten. Begrijpen en beschrijven wat hierbij het effect is van ruis en onnauwkeurigheden in metingen. De betrouwbaarheid van de parameters kunnen kwantificeren en experimenten ontwerpen die het mogelijk maken om deze betrouwbaarheid te verbeteren. De theorie wordt toegepast op farmacokinetische compartiment modellen, cellulaire regulatie netwerken en fysiologische signalen.
8C030 - Moleculaire Simulaties
Naast theorie en experiment worden computer simulaties meer en meer eenmiddel ter bestudering van talrijke verschijnselen in biomedischetoepassingen. Vooral als die verschijnselen zich manifesteren op eenlengte- of tijdschaal die experimenteel moeilijk toegankelijk is kunnensimulaties een grote toegevoegde waarde hebben. In dit college zal eenaantal van zulke voorbeelden gepresenteerd worden. Aandacht zal besteedworden aan technieken en methoden zoals Moleculaire Dynamica en MonteCarlo methoden en zal hun bruikbaarheid aan de hand van praktischevoorbeelden geetaleerd worden. Tevens zal ingegaan worden op deonderliggende theoretische modellen die benodigd zijn voor deinterpretatie van de simulatieresultaten.
8C050 -Neurale Netwerken en data-analyse
Het college geeft een overzicht van de bekendste typen neurale netwerken, hun theoretische achtergronden en hun toepassingen. Daarnaast worden nog een aantal klassieke algoritmen voor data analyse, in het bijzonder clusteren, behandeld. Gedetailleerde inhoud:
Van de diverse netwerken en algoritmes worden toepassingen in de bio-informatica besproken.
8C040 - Moleculaire Modellering
Computersimulaties worden binnen de natuurwetenschappen naast theorie en experiment meer en meer gebruikt ter bestudering van velerlei fysische, chemische en biomedische verschijnselen. Zulke simulaties kunnen niet alleen een grote toegevoegde waarde hebben wanneer die verschijnselen zich manifesteren op een lengte- of tijdschaal die experimenteel moeilijk toegankelijk is, maar kunnen ook een goedkoop alternatief zijn voor tijdrovende experimenten. Moleculaire simulatiemethoden, zoals (ab initio / atomaire / coarse grained) moleculaire dynamica, Monte Carlo, DPD en Brownian dynamics zijn hier een mooi voorbeeld van met een wijd scala aan toepassingen. Niet alleen worden ze steeds meer toegepast voor het onderzoeken van de vorm en eigenschappen van chemische structuren en hun wisselwerking in allerlei fysische en chemische processen, maar ze vinden ook hun weg naar de nanotechnologie. In dit college zal op de fysische, chemische en numerieke basis van deze moleculaire simulatatiemethoden worden ingegaan, maar bovenal op een aantal praktische toepassingen.
Differentiaalvergelijkingen van biochemische netwerken: modelleren, implementeren en simuleren in Matlab. Analyse en voorspellen van de invloed van de netwerkstructuren en kinetische parameters op de dynamica van de systemen. Inzicht in typische eigenschappen van complexe, niet-lineaire biochemische netwerken. Toepassing van methodes van lineaire systeemanalyse op systeem biologie: stabiliteit, pool-nulpunt analyse, etc. Schatting van modelparameters op basis van experimentele gegevens. De hierbovengenoemde methodes worden toegepast binnen het huidige onderzoek van signaaltransductie en metabole netwerken. Met name, type 2 diabetes en onstekingsziektes zullen worden besproken.