医療・福祉科学研究科  医療工学専攻前期・後期 2018年度
科目名 年次 期間 単位(時間) 区分
生体機能制御代行学実習 1 前期 2 () 必修
担当者 焼廣 益秀, 南山 求

本学のディプロマポリシー(DP)における当該科目の位置付けについては、以下のカリキュラムマップを
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〔授業の目的・ねらい〕
生体の機能とその制御や代行について理解するには、生体機能をモデル化し論理的に考えることが重要である。本授業では、自分自身で神経や心筋の活動電位をシミュレーションするプログラムを作成することにより、その発生機構や影響を及ぼす因子について論理的に考え、説明できるようにする。毎回、さまざまなレベルの対象を想定した発表をすることで、内容の理解の促進をはかるとともに理解した内容の表現力を養う。
〔到達目標〕
・簡単なプログラミングができる。
・神経や心筋の活動電位について、発生機構等を論理的に説明することができる。
・相手のレベルに応じて高度な内容を説明できる。
〔授業の流れ〕
回数 授業の構成 具体的内容・要点 準備学習
1 オリエンテーション 授業の進め方と、履修者の基礎知識や技術について確認。次回以降は、基本的には最初に前回の実習で提示した課題について発表と議論をした後に、その週のテーマについて実習をする。 予習:シラバスの確認(5分)
2 自由課題の設定 授業最終回に発表する自由課題に向けて、各自が調べてきたさまざまな生体モデル等の発表 予習:自由課題に向けた様々な生体モデルについての情報収集(90分)。
復習:授業中に提示した課題(60分)
3 生体機能とシミュレーションに必要なプログラミング 簡単なプログラミングの体験 予習:課題についての発表準備(60分)
復習:授業中に提示した課題(60分)
4 細胞膜の電気的特性 細胞膜の電気的等価回路および膜電位変化と膜電流の関係
5 イオンチャネルの開閉と膜電位 イオンチャネルについての概念
イオンチャネルの開状態と閉状態の移行とチャネルのコンダクタンス
6 神経細胞の活動電位 神経細胞の活動電位波形とイオンチャネルの開閉との関係
7 心室筋の活動電位 心室筋細胞の活動電位波形とイオンチャネルの開閉との関係
8 細胞内外のイオン濃度差と平衡電位 平衡電位と細胞膜を介してのイオンの動き
9 Neuron Simulatorを用いた実習
(心筋活動電位シミュレーションにも活用)
次回以降の授業で使用するNeuron Simulatorについて、概要と使い方 予習:課題についての発表準備(60分)、Neuron Simulatorの各自のPCへのインストールと動作確認(30分)
復習:授業中に提示した課題(60分)
10 神経軸索における興奮伝導や伝達 予習:課題についての発表準備(60分)
復習:授業中に提示した課題(60分)
11 ギャップ結合でつながった心筋細胞間の興奮伝導
12 不整脈におけるリエントリのメカニズムとして重要な一方向性伝導ブロックと伝導遅延
13 リエントリの再現
14 自由課題 自由課題についての中間発表 予習:自由課題について中間発表準備(120分)
15 自由課題についての最終発表 予習:自由課題について最終発表準備(120分)
〔評価基準〕
課題レポート40%、課題についての発表内容30%、議論における発言や質問の内容30%を基本とし、総合的に評価する。
〔教科書・参考図書〕
特に定めない。
〔履修要件〕
神経や心筋の活動電位についての基礎的な知識と、Excelの基礎的な操作


試験、レポート等については、フィードバックを行います。