I migliori libri di biofisica

In questo nostro articolo scopriremo quali sono i migliori libri di biofisica, lo studio degli aspetti fisici dei fenomeni biologici.

Numerose sono le domande cui i biofisici cercano di rispondere per cercare di comprendere la realtà biologica del mondo attorno a noi. La biofisica è lo studio mediante metodi fisico-matematici dei processi biologici negli esseri viventi e della loro evoluzione nel tempo. Ad esempio sono di interesse biofisico i processi elettrochimici alla base della trasmissione degli impulsi nervosi, la contrazione muscolare, la visione, le proprietà fisiche delle membrane cellulari.

La biofisica è, infatti, la disciplina a ponte tra la fisica e la biologia che indaga sui meccanismi di funzionamento della materia vivente analizzandoli con metodi matematici, fisici e informatici.

Tecniche di tipo computazionale, sviluppate dalle scienze fisiche, sono alla base degli studi sulla termodinamica dei sistemi viventi propri della biologia,  la meccanica quantistica  è alla base dello studio dell’interazione tra molecole ed onde elettromagnetiche.

In questa nostra selezione dei migliori libri di  biofisica abbiamo inserito i testi di più recente pubblicazione sull’argomento e alcuni interessanti manuali di approfondimento.

Cliccando sulle copertine si accede alle schede complete dei libri su Amazon, con tutti i dettagli e le recensioni dei lettori. Le edizioni qui riportate sono quelle più aggiornate disponibili.

Elementi di Fisica Biomedica

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Questo testo concilia l’esigenza di un corso metodologico e formativo con l’integrazione della Fisica nel curriculum di studi biosanitari. I capitoli che riportano i concetti fondamentali della Fisica, con alcune applicazioni medicobiologiche, si alternano ai capitoli dedicati interamente alle applicazioni di tali concetti in campo biomedico e con alcuni accenni in campo ambientale. Queste applicazioni sono svolte con l’obiettivo di fornire esempi di una trattazione scientificamente rigorosa, in una forma schematica ed essenziale, di complessi problemi medici e biologici. Si analizzano tutti gli argomenti della Fisica classica, con cenni di Fisica atomica, molecolare e nucleare. L’ultimo capitolo descrive la radioattività naturale e le radiazioni ionizzanti impiegate nelle strutture sanitarie con le conseguenti misure di radioprotezione da adottare. Il testo rappresenta uno strumento flessibile sia per il docente, che può organizzare un programma del corso con la scelta di argomenti e di applicazioni ritenute più opportune, sia per lo studente, che può impiegare il testo come un utile manuale di riferimento per altri corsi e per la sua carriera futura.

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Fisica biomedica

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Pur mantenendo l’organizzazione delle passate edizioni ossia la scelta di alternare capitoli che riportano i concetti fondamentali della fisica a capitoli dedicati interamente alle applicazioni di tali concetti in campo biomedico, la quarta edizione del testo è stata rivisitata in chiave moderna e leggera: molti Paragrafi, Esempi e Note sono ora consultabili in formato digitale negli ulteriori approfondimenti in ebook.

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Fisica per medicina con applicazione fisiologiche, diagnostiche e terapeutiche

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La fisica e la chimica sono alla base di tutti processi elementari nei quali si possono scomporre fenomeni complessi riguardanti la biologia e la medicina, nonché dei principi alla base del funzionamento della strumentazione medico-biologica, che è basata su misure sempre di tipo chimico-fisico. È quindi molto importante per un medico essere a conoscenza dei fondamenti della fisica. Oltre ai concetti di base della fisica, che non sono di pertinenza esclusiva dei medici, vi sono degli sviluppi applicabili direttamente ad aspetti di interesse medico; per fare qualche esempio: in meccanica le proprietà di elasticità e quelle delle leve sono utili per capire il movimento del corpo umano e gli sforzi ai quali sono sottoposti i tendini e le ossa dell’apparato scheletrico, in meccanica dei fluidi lo studio delle membrane elastiche e il moto dei fluidi entro condotte deformabili è utile per capire il funzionamento di tutto il sistema circolatorio, mentre in termodinamica gli sviluppi riguardanti i liquidi hanno la priorità rispetto ai sistemi gassosi. Osservazioni simili valgono per l’elettromagnetismo, alla base dei processi di trasmissione degli impulsi nervosi, e per l’ottica, ove i difetti e la risoluzione delle lenti possono essere compresi e affrontati conoscendo le basi dell’ottica geometrica e dell’ottica fisica. Alcune nozioni di fisica atomica e nucleare sono necessarie per comprendere come funzionano la risonanza magnetica e altri sistemi diagnostici nonché le sorgenti radioattive e i fasci di particelle accelerate nel campo oncologico. Lo scopo di questo testo è dunque quello di dare allo studente di medicina le nozioni scientifiche necessarie per trarre profitto dai corsi degli anni successivi, come ad esempio gli insegnamenti di fisiologia e biochimica, stabilendo con essi una forte connessione costruita su esempi di interesse biomedico. A tal fine, oltre agli argomenti maggiormente orientati alle Scienze della vita, si inseriscono quelle che chiamiamo Applicazioni che collegano direttamente gli argomenti di fisica con metodi diagnostici (come ad esempio le immagini tomografiche di risonanza magnetica, TAC e PET) e terapeutici, e comunque con caratteristiche del corpo umano.

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Esercizi di fisica biomedica: Esercizi risolti e commentati

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Il testo è stato pensato specificatamente per le facoltà di Medicina e Chirurgia e Farmacia, e, in generale, per tutte le facoltà a carattere socio-sanitario. Gli esercizi proposti si articolano, pertanto, intorno a precise linee guida, tipiche del programma di fisica medica: meccanica, termodinamica, onde e ottica, elettromagnetismo, elementi di fisica moderna. È presente un apposito capitolo di esercizi di fisica riguardanti specifiche tematiche biomediche. Il modo di introdurre gli esercizi, tutti commentati e analizzati criticamente, è stato sempre dal semplice al complesso, dall’intuizione al rigore, dal particolare al generale, e, dove è stato possibile, dal concreto all’astratto. Le tecniche di risoluzione, molto spesso, sono state applicate non come aride formule o loro automatica applicazione, ma come una conquista al termine di un percorso, con lo scopo di valorizzare il più possibile lo studente come soggetto dell’apprendimento, sollecitarne la curiosità scientifica, guardare dinamicamente i problemi, paragonare diversi procedimenti. Insomma, ogni esercizio ha aggiunto qualcosa al precedente, nella convinzione che per imparare non bisogna ripetere passivamente azioni inconsapevoli. Gli esercizi proposti, pertanto, non sono stati ripetitivi ma di difficoltà attentamente graduata, e la metodologia adottata si è sviluppata attraverso i seguenti momenti:

• elaborazione teorica, ossia portare l’allievo alla comprensione del fenomeno e alle sue possibili previsioni;
• applicazione dei contenuti acquisiti attraverso l’uso corretto delle regole, dei principi e delle procedure;
• analisi critica della soluzione affinché sia coerente con il particolare fenomeno o problema studiato.

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Fisica biomedica. Corso introduttivo per medicina, scienze biologiche, naturali, farmacia

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  Pregio di questo manuale di Fisica Biomedica, disciplina profondamente  interdisciplinare che spazia entro vastissimi confini, è l’efficacia didattica di questo testo, grazie ad un linguaggio conciso e la decisa schematizzazione degli argomenti che permette una trattazione sufficientemente completa della fisica di un gran numero di problematiche biomediche in un volume pur contenuto. I contenuti della fisica sono molto ben integrati infatti con quelli presi dalla medicina e dalla biologia e i contenuti scelti dagli Autori denotano una loro cultura medico-biologica vasta e profonda, accompagnata da un notevole lavoro di documentazione in campo biomedico, sia in termini di dati, sunteggiati in tabelle e grafici, sia in termini di iconografia…

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Problemi di fisica biomedica

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“Questa raccolta di problemi è stata progettata con lo scopo di permettere al lettore lo sviluppo di una metodologia per la risoluzione dei problemi di Fisica applicata, in particolare in campo biomedico, fornendo al contempo una sintetica presentazione dei concetti fondamentali e delle applicazioni della Fisica. Gli argomenti trattati nei problemi sono per lo più di indirizzo medico-biologico, ma anche riguardanti aspetti di vita quotidiana. Esercitarsi con questo testo può tornare utile a studenti di vari corsi di laurea di indirizzo medico-biologico compresi quelli in Scienze naturali, in Veterinaria e in Farmacia. Il testo è costituito da 5 capitoli: Meccanica (Cinematica, Statica, Dinamica e Meccanica dei. fluidi), Fenomeni termici, Elettricità e Magnetismo, Fenomeni ondulatori, Materia e Radiazione. Ciascuno di essi comprende alcuni problemi esemplificativi risolti in modo dettagliato – con spiegazioni, ragionamenti e commenti sui principi di Fisica impiegati – seguiti da un gran numero di problemi con una descrizione più sommaria della soluzione e infine da ulteriori problemi proposti con brevi suggerimenti per la soluzione e il risultato.” (dalla prefazione dell’autore)

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La fisica della vita. La nuova scienza della biologia quantistica

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Nessuno finora è riuscito a creare la vita. A tutt’oggi, pur con tutte le dichiarazioni roboanti della “biologia sintetica”, l’unico modo per “costruire” la vita è sempre e solo la vita. È evidente che ci sfugge ancora un ingrediente, qualcosa che spieghi la complessità del fenomeno vitale. Tuttavia, sulla base di recentissimi esperimenti, rigorosi e ripetibili, stiamo forse cominciando a capire cosa succede laggiù, nel profondo delle cellule viventi, e ci stiamo finalmente avviando a capire fenomeni che per secoli erano parsi inspiegabili, proprio attingendo al bizzarro e controintuitivo mondo dei quanti. L’incredibile forza della fotosintesi, ad esempio, sembra dovere la sua inarrivabile efficienza al fatto che a un certo punto del processo le particelle subatomiche coinvolte si trovano contemporaneamente in due punti distinti grazie ai fenomeni quantistici…

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Nuovi orizzonti in medicina. La teoria dei biofotoni

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“Come è ben delineato fin dalle prime pagine del libro, oggi nel mondo della medicina e della biologia si scontrano due tendenze. La prima, oggi ancora maggioritaria, cerca di ricostruire il funzionamento della materia vivente dalle proprietà locali delle singole molecole. Una data caratteristica fisiologica (ad esempio, una certa malattia) appare o scompare come conseguenza della presenza o dell’assenza di una data molecola in un dato sito. Di qui i grandiosi programmi di ingegneria genetica, di qui la farmacologia fondata sui progressi della biochimica. […] La seconda tendenza, oggi ancora minoritaria, anche se in progresso, si concentra invece sulla considerazione delle proprietà collettive della materia vivente. […] Questa seconda tendenza mette perciò al centro della biologia il problema della cooperatività dei componenti elementari, che in realtà si trovano integrati in strutture coerenti…”

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Che cos’è la vita? La cellula vivente dal punto di vista fisico

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Pubblicato nel 1944, Che cos’è la vita di Erwin Schrödinger, è uno dei saggi che appartengono alla storia della biologia molecolare, grazie alle sue speculazioni sulla natura fisica dei geni fatte dieci anni prima della scoperta della struttura a doppia elica del DNA. Risultato a prima vista sorprendente dato che il suo autore era un fisico, in particolare uno dei padri fondatori della Meccanica quantistica. Eppure fu proprio lo sguardo da fisico dell’autore uno degli elementi innovativi della sua visione. Il suo approccio è indicativo del clima del pensiero scientifico degli anni ’40-’50 del secolo scorso e le ipotesi che egli mosse sulla struttura del gene, a distanza di anni, furono persino acclamate da alcuni come profetiche (cfr. O’Neill et al., 1994). Questi motivi hanno fatto sì che questo volume riscontrasse un grande successo esercitando nei decenni posteriori una enorme influenza su tutto il mondo scientifico, determinandone anche un corrispondente modo di pensare la vita. E insieme ad esso veicolasse la visione riduzionista e in certo modo materialista che in esso soggiace.

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Biophysics An Introduction

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Biophysics is an evolving, multidisciplinary subject which applies physics to biological systems and promotes an understanding of their physical properties and behaviour. Biophysics: An Introduction, is a concise balanced introduction to this subject. Written in an accessible and readable style, the book takes a fresh, modern approach with the author successfully combining key concepts and theory with relevant applications and examples drawn from the field as a whole. Beginning with a brief introduction to the origins of biophysics, the book takes the reader through successive levels of complexity, from atoms to molecules, structures, systems and ultimately to the behaviour of organisms. The book also includes extensive coverage of biopolymers, biomembranes, biological energy, and nervous systems. The text not only explores basic ideas, but also discusses recent developments, such as protein folding, DNA/RNA conformations, molecular motors, optical tweezers and the biological origins of consciousness and intelligence.

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Introduction to Biomolecular Structure and Biophysics: Basics of Biophysics

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This comprehensive book presents a modern concept in biophysics based on recently published research. It highlights various aspects of the biophysical fundamentals and techniques that are currently used to study different physical properties of biomolecules, and relates the biological phenomenon with the underlying physical concepts. The content is divided into nine chapters summarizing the structural details of proteins, including recently discovered novel folds, higher order structures of nucleic acids, as well as lipids and the physical forces governing the macromolecular interactions which are essential for the various biological processes. It also provides insights into the recent advances in biophysical techniques including Hydrogen Deuterium Exchange with Mass Spectrometry (HDX-MS), Small angle X-ray scattering (SAXS) and Cryo Electron Microscopy (cryo EM), supplemented with interesting experimental data.