Реферат на тему Управление в биологических и медицинских системах

Содержание:

Оглавление

Введение 2
Глава 1. Основные принципы системно-биологических подходов к исследованию 4
1.1Общая информация 4
1.2 Системный подход «Снизу вверх» 6
Глава 2. Применение системной биологии при заболеваниях человека 9
2.1Появление системной медицины 9
2.2 Внедрение системной медицины 11
Глава 3. Влияние системной медицины на исследования и разработки новых лекарств 14
3.1Современное состояние 14
3.2 Сетевые фармакологические методы 15
Заключение 16
Список литературы 18

Введение:

Актуальность темы. Экспоненциальное развитие высокоразвитых научно-медицинских технологий за последние 30 лет привело к тому, что большое количество характерных молекулярных агентов, связанных с патогенезом, не может быть легко интегрировано или обработано с помощью традиционных аналитических подходов. Действительно, осознание того, что некоторые фрагменты являются признаками болезни, частично привело к увеличению числа характерных сложных заболеваний. Ученые и врачи теперь могут расследовать и анализировать любые индивидуальные особенности, происходящих в уровнях геномных, транскриптомных, микрономических и протеомных благодаря имеющейся на данный момент передовым технологиям. Однако, недостатки внутри это научное храбрейшее Новое время в изолированные молекулярные уровни индивидуально расследованы для их влияния на любое определенное состояние здоровья. С момента их зачатия в 1992 г., системная биология/медицина направлена в основном на общий путь кинетики для последующего наступления и/или ухудшения исследуемого состояния. Поэтому системы подходов медицины могут быть использованы для пролития света в нескольких сценариях исследования, в конечном счете, приводит к практическому результату раскрытия динамических сетей взаимодействия, которые имеют решающее значение для воздействия на ход заболевания. Следовательно, системная медицина также служит для выявления клинически важных молекулярных мишеней для диагностических и терапевтических мероприятий против такого состояния.
Цель исследования: изучить основы и особенности управления в биологических и медицинских системах.
Задачи исследования:
-изучить основные принципы системно-биологических подходов к исследованию;
-рассмотреть применение системной биологии при заболеваниях человека: появление системной медицины;
-проанализировать влияние системной медицины на исследования и разработки новых лекарств.
Историография: 1. Mesarovic M. D., Sreenath S. N., Keene J. D., Kaushik A. C., Sahi S., Cardinal-Fernández P., Nin N., Ruíz-Cabello J., Lorente J. A. 9. Kamada T., Lehnert T., Timme S., Pollmächer J., Hünniger K., Kurzai O., Figge M., Rolfsson Ó., Palsson B. O., Breitling R., Gilbert D., Heiner M., Orton R., Edwards L. M., Thiele I.
Теоретическая и практическая значимость: универсальная концептуальная и физическая модели данных по методам медико-биологических исследований, которые могут служить основой для разнообразных БД, а также материалы работы могут быть использованы студентами для подготовки к изучаемому предмету.

Заключение:

Системная медицина, безусловно, влияет на то, как ученые, исследователи и клиницисты смотрят на экспериментальные подходы к медицинским исследованиям. Возможность одновременного изучения многоуровневых данных как из реальных экспериментальных, так и из вычислительных источников позволяет лучше понять сложные и взаимосвязанные сложные молекулярные взаимодействия. В противном случае взаимодействие будет оставаться скрытым, поскольку ассоциации процессов регулирования интуитивно не очевидны. Это приводит к показу романных динамических взаимодействий, которые критические для влияния на курс клинических условий и, следовательно, также служат как клинически важные ключевые молекулы для будущего диагностического и терапевтического развития агента.
Тем не менее, по-прежнему существуют серьезные проблемы, которые создают препятствия, поскольку новые технологии, такие как секвенирование следующего поколения, и MS предоставляют огромные объемы данных, а имеющиеся в настоящее время вычислительные методологии только недавно справляются с просеиванием таких больших объемов данных, чтобы искоренить значимые выводы для поставленных исследовательских запросов. Кроме того, не существует какого-либо конкретного инструмента, который можно было бы использовать для интеграции наборов данных, в результате чего существует высокая степень субъективности при выборе идеальных системных подходов.
Будущее систем медицины-это также смещает акцент на молекулярные центры с высоким и разносторонним влиянием на эффекты терапии. Кроме того, системная биология и систем медицина средства должны быть дополнительно реализован и использован для достижения весьма амбициозных целей создания “виртуального человека” [1], по существу, охватывает все сложные молекулярные сети и динамического взаимодействий на нескольких омик-уровней для того, чтобы сделать задачи разработки лекарств, через несколько системных возмущений со свинцом молекул, менее обременительного из-за тяжелых вычислительных элементов такого “виртуального человека”, исследование модели.
Дополнительные проблемы включают в себя требование к эффективным моделям системной медицины для интеграции нескольких массивов данных для точной идентификации новых целей лекарственных средств, методов лечения, а также усиленной стратификации групп риска пациентов. Такой эффективности можно добиться только путем правильной обработки количественных данных, полученных с использованием проверенных стандартизированных методик, с эффективной передачи данных между несколькими программными пакетами и обработки данных платформы плавно (как для RDML в обращении РТ-кпцр данных) [3]. Кроме того, такая обработка данных должна осуществляться более эффективно в фармацевтической промышленности, с тем чтобы обеспечить более быстрое развитие тераностики.
В конечном счете, с принятием таких новых исследовательских перспектив, системная медицина станет одной из опор в том, как будут проводиться будущие исследования, не только для извлечения дальнейших механистических знаний о процессах заболеваний.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Основные принципы системно-биологических подходов к исследованию
1.1Общая информация

Медико-биологические исследования играют важнейшую роль в современной медицине, биологии и экологии, позволяя получать достоверную и полную информацию о биологических объектах. Однако процесс исследования этих объектов осложняется в виду их особых свойств, заставляющих тщательно подбирать экспериментальные группы, проводить комплексные исследования, уделять большое внимание интерпретации результатов и т. п. Дополнительные сложности вносятся разнообразием физических и физико-химических проявлений жизнедеятельности, приемов проведения исследований даже на одной и той же группе, технических средств, которые практически с одинаковым успехом могут быть применены при решении той или иной исследовательской задачи. Последнее обстоятельство особенно важно, так как большинство методов исследований являются инструментальными.
Практически реализация конкретного метода исследования биологических объектов, рассчитываемого обычно на изучение определенного проявления их жизнедеятельности, осуществляется в соответствии с более детальным описанием последовательности приемов выполнения исследования — методикой, в которой предусматриваются все возможные обстоятельства (факторы), решающим образом определяющие качество исследования.
Анализ направлений совершенствования известных методов исследования биообъектов (а, кроме них, разрабатываются новые методы, основанные на достижениях биологических наук и технических усовершенствований) показывает, что расширяется сфера применения этих методов и количество методик исследования, растет парк технических средств, увеличивается список исследуемых объектов. Сегодня специалисты самого разного профиля, связанные с проведением медико-биологических исследований, вынуждены пользоваться всей информацией по методам исследований, но использующие эту информацию в собственных, отличающихся от других интересах. Разобраться во всем этом разнообразии необычайно сложно не только молодому специалисту (будь то медицинский специалист, технический работник по эксплуатации медицинской техники, менеджер и т.п.), но и исследователю, имеющему большой опыт практической работы.
Для упрощения работы исследователя в различных областях медицины, биологии и экологии все чаще стали появляться специализированные информационно-справочные системы (ИСС) , в которых делается попытка «разложить» всю информацию, необходимую для организации исследования, в некоторую систему — базу данных (БД) . Однако большинство разрабатываемых ИСС имеют узкую специализацию. Они не рассчитаны на расширение используемой базы данных (так называемый реинжениринг) , ее интеграцию с другими ИСС, не могут полноценно функционировать в локальных вычислительных сетях. Они представляют собой обособленные, закрытые программные продукты, не отвечающие современным требованиям к программному обеспечению исследований.
В сущности, в области системной биологии вращается вокруг принципа, что фенотип любого отдельного живого организма является отражением одновременно множество молекулярных взаимодействий различных уровней, происходящих в любой момент времени, объединены в целостно представить такие фенотипом [3, с.122]. Таким образом, на фоне стандартной концепции редукционистской подход, где регенерация в изолированных молекулярных компонентах изучаются данные нескольких ключевых игроков из различных молекулярно-клеточном уровнях деятельности объединены и изучаются в их совокупности, с целью выявления различных изменений в структуре межмолекулярных связей, визави организма исследуемых фенотипов [3, 4]. Методы, применяемые в качестве основных инструментов исследования, различаются в зависимости от характера исследуемого молекулярного уровня, а также от объема генерируемых данных; таким образом, в настоящее время большинство самодостаточных исследовательских групп системной биологии состоят из ученых-исследователей, обладающих видимыми знаниями экспериментальных исследований для большинства исследований на молекулярном уровне и/или являются уникальными экспертами в своей конкретной области исследований. Следовательно, системная биология является очень междисциплинарной области исследований, требующих технологических платформ и экспертных лиц из спектра научных исследований нишу [3, 4]. Однако измерение всех молекулярных частей органа или даже биомедицинского пути далеко не всегда достижимо, и большие усилия по повышению чувствительности анализа и приданию выходным данным количественной значимости начинают улучшаться за счет внедрения полевых стандартов [5, 6]. Учитывая существующие ограничения, булевы подходы помогают в создании моделей системной биологии 1-го поколения [7, с.349]. Основное различие между системами биологии и медицинских систем в том, что первый предполагает, что данные должны быть правильными и полезными, как часто вет-лаборатории опыт создания данных-не главная цель, но считается правильной и полезной. Системная медицина (иногда называемая системным здравоохранением) обещает привести с клиническими и молекулярными ноу-хау к производству изысканных наборов данных, которые используются для создания моделей путей и лечения и, надеюсь, будут напрямую способствовать стратифицированной медицине на пути к персонализированному здравоохранению [4, с.8-11].