Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
(MATERIA OPTATIVA I) INTRODUCCIÓN A LA MAGNETOBIOLOGÍA	LIC.EN FISICA	015/06	2019	2° cuatrimestre

Docente	Función	Cargo	Dedicación
MAKINISTIAN, LEONARDO	Prof. Responsable	P.Adj Semi	20 Hs

La magnetobiología estudia la interacción de campos estáticos y de bajas frecuencias (300 Hz o menos), típicamente débiles (hasta algunos miliTeslas), con los organismos vivos. Es una disciplina francamente interdisciplinaria, con aportes fuertes desde la Biología y la Ingeniería y, obviamente, desde la Física. Existen al menos tres aspectos de la magnetobiología que hacen particularmente pertinente la oferta de un curso introductorio hacia el final de una carrera de Licenciatura en Física: 1) comprender los mecanismos subyacentes a la interacción de los campos en cuestión con la materia viva representa una desafío científico aún sin resolver, que si bien requerirá un trabajo multidisciplinario con aportes indispensables desde la Biología, demandará sólidos aportes desde la Física. 2) Por un lado, la posibilidad de aplicar dichos campos al tratamiento de enfermedades y, por otro, el dilucidar si los mismos pueden resultar perjudiciales par ala salud, son cuestiones delicadas en términos de seguridad pública que deberían ser exploradas por equipos que incluyan integrantes con una fuerte formación en Física. 3) La posibilidad de aplicar campos magnéticos a bacterias y levaduras, que son organismos centrales en múltiples procesos industriales (biotecnología, industria agroalimentaria) representa un potencial campo de desarrollo para los licenciados más orientados a un perfil aplicado/tecnológico.

Se pretende que el estudiante que apruebe este curso:

1) Obtenga una mirada panorámica sobre el campo de acción de la magnetobiología: que conozca, grosso modo, cuáles son sus sub-disciplinas de especialización y los principales problemas sin resolver en cada una de ellas.
2) Posea un conocimiento crítico de los principales modelos teóricos de interacción, sus fortalezas y sus debilidades.
3) Conozca pormenorizadamente las recomendaciones más exigentes sobre metodología experimental en magnetobiología, y su justificación.
4) Ensaye, en el marco de la magnetobiología, escritura científica de una monografía, y de un artículo científico; así como la presentación oral de las mismas.
5) Realice experiencias de diseño experimental y de laboratorio típicas de magnetobiología.

UNIDAD 1. Introducción (2 semanas). Conceptos de bioelectromagnetismo, biomagnetismo, y magnetobiología. Repaso de hallazgos experimentales reportados en la literatura: experimentos in vitro e in vivo, en animales y en humanos. Experimentos con campos estáticos (DC) y con campos estáticos y alternos (DC+AC) combinados. Campos fuertes, intermedios y débiles.


UNIDAD 2. Modelos teóricos de interacción (5 semanas). El problema “kT” en magnetobiología. Modelos de cinética química. Resonancia estocástica. Modelos macroscópicos (efectos de orientación, corrientes parásitas, magnetohidrodinámica, cuerpos macroscópicos cargados). Críticas al modelo de ciclotrón. Resonancia paramétrica. Radicales libres. Interferencia de iones ligados.


UNIDAD 3. Recomendaciones en magnetobiología experimental (2 semanas). Fuentes de generación de campos, consideraciones básicas. Sensado: calibración y mapeo. Campos homogéneos e inhomogeneos. Blindaje: mu-metal y cajas de Faraday. Variables de confusión: temperatura, campos de fondo, otros. Variables que deberían ser reportadas en un estudio de magnetobiología.


UNIDAD 4. Magnetobiología y biomedicina (4 semanas). Controversia sobre la posible carcinogenecidad de los campos magnéticos. Magnetobiología y nanopartículas magnéticas. Magnetoterapias establecidas (rehabilitación de tejidos blandos y soldaduras óseas) y no-establecidas (cáncer, enfermedades neurodegenerativas, infecciones).


UNIDAD 5. Trabajo final integrador, TFI (2 semanas). Cada alumno deberá desarrollar un trabajo final integrador a lo largo de todo el cursado. La aprobación del TFI implicará la promoción del curso. Las últimas 2 semanas del curso se dedicarán a las defensas orales de los TFI’s.

Trabajo práctico 1: Herramientas básicas de búsqueda y administración bibliográfica.

Trabajo práctico 2: Primera aproximación a un sistema de exposición para experimentos en magnetobiología.

Trabajo práctico 3: Calibración de un sensor de campo magnético triaxial.

Trabajo práctico 4: Caracterización eléctrica y magnética de un sistema doble de bobinas de Helmholtz cuadradas 3D.

Trabajo práctico 5: Mapeo y simulación de campos magnéticos.

Trabajo práctico 6: Un experimento completo de magnetobiología.

• Alumno regular: Asistencia al 50 % de las clases dictadas, aprobación del 50% de los trabajos prácticos, y aprobación de dos exámenes parciales.
• Alumno promocional: es el alumno regular que aprueba el 100% de los trabajos prácticos y presenta y aprueba un trabajo final integrador.
• Alumno libre: el que no cumple con las condiones de regularidad. No hay la posibilidad de rendir la materia en condición de libre.

[1] 1. V. N. Binhi, Magnetobiology, Underlying Physical Problems (Elsevier Science, Ltd., Bath, UK, 2002), p. 314.
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[8] 8. Makinistian L, Marková E, Belyaev I. A high throughput screening system of coils for ELF magnetic fields experiments: proof of concept on the proliferation of cancer cell lines. BMC Cancer 2019:19(1).

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[6] 6. WHO. Extremely Low Frequency Fields, World Health Organization Environmental Health Criteria 238 [Internet]. Geneva: WHO Press; 2007.

Se pretende que el estudiante que apruebe este curso obtenga una mirada panorámica de los alcances de la magnetobiología, obtenga un conocimiento crítico de los modelos teóricos de interacción, conozca y comprenda pormenorizadamente las recomendaciones vigentes sobre trabajo experimental en la disciplina, y realice prácticas concretas de diseño, simulación, y experimentación típicas de la disciplina.

Introducción a la magnetobiología: conceptos de bioelectromagnetismo, biomagnetismo, y magnetobiología. Repaso de hallazgos experimentales reportados en la literatura. Modelos teóricos de interacción en magnetobiología. Recomendaciones metodológicas en magnetobiología experimental. Magnetobiología y biomedicina.

Intentarán resolverse.