Matematická biologie a biomedicína

Studium magisterského programu Matematická biologie a biomedicína navazuje na stejnojmenný bakalářský program, prohlubuje biologické, matematické a informatické znalosti studentů a umožňuje jim se dále profilovat v jedné ze dvou specializací. První ze specializací je Epidemiologie a modelování zaměřená na vysvětlování a modelování faktorů spojených s vlastnostmi a chováním jedinců, populací a společenstev, jakož i na modelování dat v oblasti biomedicíny a životního prostředí. Druhou specializací je Biomedicínská bioinformatika zaměřená na analýzu komplexních molekulárních dat.

Studenti si během studia, v návaznosti na znalosti a dovednosti získané během bakalářského studia, rozšíří teoretické znalosti i aplikační dovednosti týkající se zejména podstaty matematických metod, analytických postupů a algoritmizace používaných při analýze a modelování dat aplikovaného výzkumu v biologii a medicíně. V rámci obou specializací jsou praktická výuka i témata diplomových prací zaměřeny na aplikace metod v řešení konkrétních problémů a projektů. Spolupráce studentů na projektech a systematické vzdělávání v analýze biologických a klinických dat s využitím moderních metod připraví studenty k samostatné výzkumné činnosti a k profesi analytika dat nebo datového vědce.

Zatímco ostatní vysoké školy se v oblasti biomedicíny zaměřují na výchovu techniků a inženýrů (FEKT VUT v Brně, FBMI ČVUT) uplatnitelných hlavně na pozicích nelékařských zdravotnických profesionálů, obor Matematická biologie a biomedicína produkuje absolventy schopné využít svých znalostí ze základních přírodních věd a zaměřuje se na uplatnění absolventů nejen ve zdravotnictví, ale také v akademickém sektoru, státní správě a farmaceutickém průmyslu. Specializace Biomedicínská bioinformatika je odpovědí na raketový nárůst využití omics technologií v základním i aplikovaném výzkumu. Mezi podobně koncipovanými obory na MU a dalších vysokých školách je tato specializace výjimečná v tom, že není orientována pouze na strukturní bioinformatiku a čistě algoritmické postupy. Tato specializace poskytuje v rámci programu Matematická biologie a biomedicína mezioborové vzdělání v pěti základních směrech – biologii, chemii, (bio)informatice, matematice a statistice se speciálním akcentem na komplexní analýzu dat omics technologií. Studijní plán je nastaven tak, aby splňoval doporučené curriculum Vzdělávací komise International Society for Computational Biology (ISCB) (Welch et al., 2014, PLoS Comput Biol. Mar 6;10(3):e1003496).

Absolvent je po úspěšném ukončení studia schopen:

• popsat typy a mechanismy hodnocení vztahů mezi sledovanými charakteristikami jedinců a populací;
• vysvětlit pokročilé metodické principy bioinformatického zpracování vysoce-pokryvných biomedicínských molekulárních experimentů;
• vysvětlit základní i pokročilé teoretické a metodické principy v matematice, statistice a analýze dat;
• řešit úlohu analýzy a modelování biologických nebo klinických dat a navrhnout na základě hypotéz uspořádání experimentu;
• vybrat vhodné matematické, statistické nebo analytické metody pro řešení zadané úlohy, případně navrhnout jejich modifikace a tyto modifikace realizovat;
• používat stochastické metody pro hodnocení, modelování a predikci vztahů a jevů v biologii a medicíně;
• zvolit a použít dostupný software realizující vybrané matematicko-analytické metody a postupy s ohledem na charakter experimentu a dat;
• navrhovat metody a vytvářet algoritmy pro zpracování a analýzu dat;
• formulovat a formou písemnou i ústní prezentovat výsledky a závěry;
• formulovat na základě výsledků analýzy dat hypotézy pro další výzkum.

Studijní plán je navržen tak, abyste získali široké znalosti v oborech biologie, matematika a informatika a zároveň jste byli schopni samostatného řešení analytických úloh v oblasti epidemiologie, populačního modelování, datových věd a bioinformatiky včetně metodického vývoje, interpretace a publikace výsledků.

Po dokončení studia můžete zůstat v akademické sféře (české i zahraniční univerzity, centra základního i aplikovaného výzkumu, ústavy Akademie věd České republiky), nebo zamířit do státní správy či komerční sféry, a to ve zdravotnictví (veřejné i soukromé nemocnice), v sektoru farmaceutického průmyslu (včetně farmaceutických společností a firem vedoucích a hodnotících klinické studie), v oblasti ochrany životního prostředí, nebo na poli marketingových průzkumů.

Rozhovory se současnými studenty a úspěšnými absolventy studia Matematické biologie a biomedicíny najdete na webu http://studuj.matematickabiologie.cz/.

Bakalářské a magisterské studium probíhá podle celouniverzitního kreditního systému, který je v souladu s pravidly European Credit Transfer System (ECTS). Povinně volitelné předměty jsou ve studijním plánu organizovány do jedné čí více skupin; student volí povinně volitelné předměty na základě stanoveného minimálního počtu kreditů v každé skupině.

Celouniverzitní pravidla pro tvorbu studijních programů, která zpřesňují pravidla vymezená v metodice Národního akreditačního úřadu Doporučené postupy pro přípravu studijních programů, upravuje směrnice Masarykovy univeritzy č. 1/2024 Pravidla pro tvorbu studijních programů a programů celoživotního vzdělávání. Směrnice vymezuje šest typů studijních plánů a jejich použití a kombinace v jednotlivých typech studijních programů. Jedná se o

1. jednooborový studijní plán,
2. studijní plán se specializací,
3. hlavní studijní plán (maior),
4. vedlejší studijní plán (minor),
5. studijní plán ve spolupráci s jinou vysokou školou či jinou právnickou osobou,
6. studijní plán na dostudování (určen pouze pro dostudování ve studijním oboru, studijním programu nebo studijním plánu, který zanikne).

Premisou pravidel je, že studijní plány umožňují naplnění cílů studia a dosažení profilu absolventa studijního programu. Výjimkou je pouze vedlejší studijní plán, který doplňuje hlavní studijního plán jiného studijního programu. Student nemůže studovat pouze podle vedlejšího studijního plánu.

Studijní program má akademický profil a praxe není povinnou součástí studia. Nicméně v rámci každé specializace vás čekají předměty zaměřené na týmové řešení a obhajobu výsledků zadané úlohy od nastudování problému až po prezentaci výsledků analýzy.

Zároveň se při zpracování diplomové práce můžete při studiu zapojit do projektů řešených v rámci Centra pro výzkum toxických látek v prostředí PřF MU a Institutu biostatistiky a analýz LF MU, nebo do vybraných projektů v rámci společného pracoviště Institutu biostatistiky a analýz LF MU a Ústavu zdravotnických informací a statistiky ČR.

Student má vypracováním diplomové práce prokázat orientaci v problematice, schopnost vypracovat ucelené dílo na zadané téma, srozumitelně rozvést zadané cíle a/nebo hypotézy a zasadit výsledky a závěry do kontextu publikované literatury. Práce obsahuje literární rešerši na zadané téma a praktickou část. Poměr těchto dvou částí se může u každé práce lišit v závislosti na řešeném problému, nicméně obě části musí být přítomny. Student by měl vybrat, popsat a aplikovat vybrané metody na zadaný problém a zároveň rozumět matematickému principu těchto metod na odpovídající úrovni. Práci zpravidla tvoří kapitoly zahrnující úvod do problematiky, popis metod získávání a hodnocení dat, vlastní výsledky, interpretaci a posouzení jejich výpovědní hodnoty, např. s ohledem na vhodnost a limitace metodiky. Diskuze výsledků práce v kontextu informací podaných v úvodu a závěr se shrnutím nejdůležitějších poznatků jsou povinnou součástí práce.

Minimální rozsah diplomové práce je 50 stran, doporučený rozsah diplomové práce je 50-70 stran podle zadaného tématu. Povinné části práce se řídí Opatřením děkana č.5/2014 „Pokyny pro vypracování bakalářských, diplomových a rigorózních prací na Přírodovědecké fakultě MU“.

Jako absolventi magisterského programu Matematická biologie a biomedicína můžete po splnění podmínek přijetí pokračovat v libovolném doktorském studiu, zejména na Přírodovědecké nebo Lékařské fakultě Masarykovy univerzity.

Další možností je vykonání státní rigorózní zkoušky, jejíž součástí je obhajoba rigorózní práce. Po jejím složení se uděluje akademický titul „doktor přírodních věd“ (ve zkratce „RNDr.“ uváděné před jménem).