Innehåll

Det övergripande syftet med kursen är att främja förståelsen av metoder och tillvägagångssätt inom datadriven mekanistisk systembiologi och tillämpa denna förståelse på verkliga problem inom biomedicin. Kursen innehåller

• Egenskaper för icke-linjära dynamiska system: numeriska metoder för simulering, kontinuitet och bifurkationsanalys; attraktionsbassäng, transienter och stationära beteenden.
• Grundläggande begrepp och metoder inom datadriven mekanistisk modellering: bildande av kostnadsfunktioner, optimering, statistiska tester.
• Metoder för osäkerhetsanalys: profile likelihood, coreprediktioner, Markov Chain Monte Carlo.
• Parameteridentifierbarhetsanalys: skillnad mellan strukturell och praktisk identifierbarhet.
• Olika modelleringsformat: ordinära differentialekvationer, algebraiska differentialekvationer, booleska modeller, ickelinjär mixed-effect modellering, stokastiska modeller.
• Flernivåmodeller: platt modellering, modulär modellering.
• Hybridmodellering: grunder inom bioinformatik, AI och maskininlärning för att beräkna risker och generera förändrade bilder och signaler; kombination av statistiska och mekanistiska modeller.
• Användningsområden för modellering och digitala tvillingar: i grundforskning, för läkemedelsutveckling, för ersättning av djurförsök och för kliniska och vardagliga tillämpningar inom E-hälsa.

Mål

Efter avslutad kurs ska studenten kunna:

• Analysera egenskaper hos icke-linjära dynamiska system.
• Formulera modeller för digitala tvillingar inom biomedicin med hjälp av relevanta modelleringsformalismer för tillämpningar inom exempelvis läkemedelsutveckling och klinisk forskning.
• Formulera och lösa optimeringsproblem med hjälp av tillgängliga algoritmer, samt utvärdera överensstämmelsen mellan modell och data.
• Beräkna modellosäkerhet och använda modellprediktioner för experimentell design.
• Kombinera AI och mekanistiska modeller till hybridmodeller som kan beräkna risk.
• Kritiskt granska systembiologiska modeller i vetenskapliga artiklar.

Examinationsmoment

Organisation

Kursen ges på ett flexibelt sätt med förinspelade föreläsningar och interaktiva sessioner med lärare som erbjuds med hänsyn till studenternas tillgänglighet.

Förinspelade föreläsningar, diskussionsforum, laborationer/datorövningar och en individuell projektuppgift.

Litteratur

Övrigt

• Vetenskapliga artiklar

Relaterade profiler

Kommentarer