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Biomatematica: interazioni tra le scienze della vita e la matematica

di Valeriano Comincioli

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Nell'ambito delle scienze del vivente, ossia delle scienze ambientali, biologiche, biochimiche, mediche, la matematica è da sempre considerata un valido strumento per quantificare e razionalizzare nozioni e ipotesi formulate sulla base di osservazioni sperimentali.

Da alcuni anni, comunque, anche nello studio del vivente, come peraltro da sempre nel campo della fisica e dell'ingegneria, si assiste a un utilizzo nuovo dello strumento matematico.

Attraverso la costruzione di modelli, la matematica, pur mantenendo le sue funzioni tradizionali, va assumendo sempre più le caratteristiche di uno strumento investigativo.

L'utilizzo della matematica come strumento di indagine è un tipico esempio di ricerca multidisciplinare.

Lo scopo di questo libro, di interesse trasversale, è quello di mostrare, attraverso importanti applicazioni nella fisiologia, nella biologia molecolare, nella tecnologia delle immagini e nello studio delle forme della natura, che il lavoro di collaborazione tra cultori di discipline diverse può essere di vantaggio sia per il matematico, che può trovare nuovi campi affascinanti e stimolanti per le sue ricerche, sia per l'applicativo, che può scoprire che la matematica, oltre che un alfabeto scientifico, è un interessante strumento di indagine.

I problemi considerati sono inquadrati nel loro contesto biologico, chimico e fisiologico e la trattazione matematica è mantenuta a un livello introduttivo.

Appendici e opportuni riferimenti bibliografici possono permettere un adeguato approfondimento delle nozioni introdotte e un ampliamento del campo di applicazioni.

Il testo è pertanto adatto agli studenti dei corsi di Laurea sia di indirizzo scientifico che medico-biologico, ma più in generale si rivolge a ricercatori del mondo accademico ed extra-accademico che vogliono avvicinarsi al mondo affascinante della biomatematica.

Indice:

1. Fisiologia matematica
2. Calcolo e biologia molecolare
3. Sistemi di controllo in biologia
4. Tecniche innovative di immagini in biomedicina
5. Forme e modelli nei sistemi biologici
6. Suggerimenti dalla natura
7. Appendice A: Meccanica dei continui
8. Appendice B: Introduzione alla teoria dei compartimenti
9. Appendice C: Fenomeni di diffusione-reazione non lineari
10. Appendice D: Reazioni biochimiche
11. Appendice E: Probabilità e statistica
12. Appendice F: Algoritmi nella Cluster Analysis
13. Appendice G: Identificazione dei parametri nelle equazioni differenziali
14. Appendice H: Metodo Monte Carlo

Scarica l'indice e l'introduzione dell'opera.

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Valeriano Comincioli è professore ordinario di Analisi Numerica e docente di Biomatematica presso l'Università di Pavia. È stato docente di matematica applicata per i corsi di laurea in Chimica e Geologia, in vari corsi di Specializzazione in Medicina e Chirurgia e per le Lauree Specialistiche di chimica, biotecnologie, biologia, geologia. Ha introdotto il corso di Biomatematica presso la Facoltà di Scienze MM.FF.NN.. Ha fatto parte della Commissione ministeriale per l'introduzione del corso di Laurea in Biotecnologie e responsabile di diversi progetti di ricerca del C.N.R.. Le oltre 150 pubblicazioni in svariate aree della matematica interessano in particolare le applicazioni della matematica a problemi di ingegneria, chimica, fisiologia e medicina. Nell'ambito della didattica è autore di libri di grande diffusione:

• Analisi Numerica, Metodi Modelli Applicazioni, McGraw-Hill, 1990, seconda edizione 1995;
• Analisi Numerica Complementi e problemi, McGraw-Hill, 1991;
• FORTRAN 77 Introduzione e Applicazioni numeriche, McGraw-Hill, 1991;
• Metodi Numerici e Statistici per le Scienze Applicate, CEA Casa Editrice Ambrosiana, 1992;
• MODELLI MATEMATICI elementi introduttivi, Università degli Studi di Pavia, 2004;
• Problemi e modelli matematici nelle scienze applicate, Apogeo EBook, 2005.
• Analisi numerica: metodi, modelli, applicazioni (Ed. aggiornata e ampliata), Apogeo EBook, 2005.