生物医学物理学の定義

アンヘル・サモラ・ラミレス
物理学の学位

生物医学物理学は、生物医学分野における物理数学科学のさまざまなアプリケーションの研究で構成される学際的な科学分野です。

さまざまな方法で使用される技術を開発するために、生物学的実験から定量的な結果を取得する現在の必要性 診断 または治療は、とりわけ、さまざまな科学分野の協力を必要としています そして、この種の分野への侵入を可能にする学際的なトレーニングを受けた人々。 プロジェクト。 生物医学物理学は、生物医学における物理科学と数理科学のアプリケーションで構成されています。これらのアプリケーションは、 調査 生物医学分野の基礎科学から、医学または健康に関心のあるトピックの応用科学まで。

物理学と生物医学はどのように関連していますか?

最初は物理学と生物医学は非常に2つのように見えますが お互いに距離を置いていると、真実は多くの場合、それらを隔てる障壁が そう拡散する。 おそらく、物理学と生物学の関係を示唆する最初の証拠は、Luigi Galvani が行った実験で、 電流 死んだカエルの脊髄によって、カエルの足は、カエルが生きているときと同じようにけいれんします。 今日、神経信号は電気インパルスに過ぎないことがわかっています。 ニューロンの軸索を通じて、筋肉の収縮は 絶え間ない イオン輸送 筋繊維の膜を通して。

電気現象が生物に与えるこの関連性により、物理学は人類の発展に大きく貢献してきました。 生物学的システムの研究または診断のための生体電気信号の検出を可能にする技術の開発 病気。 この最後のカテゴリでは、心電図 (ECG) などの診断技術が際立っています。 心臓 と脳の電気信号を分析する脳波 (EEG) の両方の方法で検出できます。 さまざまな病状に関連している可能性がある前述の臓器の電気信号の異常または 条件。

物理学による発見は、生物学の研究にも大きな影響を与えました。 1895 年にレントゲンが X 線を発見したことにより、X 線を使用して特定の分子の原子構造を発見する技術である X 線結晶学が開発されました。 この技術は、ロザリンド・フランクリン、ジェームズ・ワトソン、フランシス・クリックによって使用され、その構造の大きな謎に終止符を打ちました。 DNA その二重らせん構造を明らかにします。 また、生命の存在を可能にする分子メカニズムの定量的研究や、 原子間力顕微鏡 (AFM)、光ピンセット、および生物学的システムの研究を容易にするマイクロ流体システム。

医学では、X 線、コンピューター断層撮影 (CT)、画像断層撮影などの診断技術 光コヒーレンス (OCT) は、電磁放射とその身体との相互作用の理解なしでは実現できません。 人間。 磁気共鳴 (MR) や陽電子放出断層撮影 (PET スキャン) などのその他の診断方法 それらは、純粋に量子現象に基づいており、その理解により、フィールドでのアプリケーションを見つけることができました 医者。 また、大量の放射線を照射する放射線治療などの治療 ターゲットを絞った方法で癌細胞を殺すための電離剤は、絶え間ない監視を必要とします を確保する 効果 治療の 安全 患者の。 これらの診断および治療技術の開発と管理は、「医学物理学」と呼ばれる物理学の別のより専門的な分野の仕事であることに言及することは重要です。

現在、生物医学研究でかなりの重みを増している分野の 1 つは、生理学的プロセスの数学的および計算モデルの開発です。 これらのモデルでは、物理学と数学を使用して生物学的システムの数値的抽象化を行います。これらのモデルは、 コンピューター シミュレーションを実行し、「インシリコ研究」として知られていることを実行します。 In Silico 実験は、他の実験を導き、刺激するのに非常に役立ちました。 生物学分野で実施されており、将来的には次のような分野でより大きな役割を果たすことが期待されています。 の 分子生物学、 薬理学、とりわけ。

自然の大きな謎に対する答えは、さまざまな科学分野の相互作用のおかげで得られており、これが将来も引き続き当てはまることをすべてが示しているようです.