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Física Biomédica

 La denominación del Máster es indicativa de sus objetivos que se centran en la aplicación de la Física a problemas de gran interés tanto para la Biología como para la Medicina.

La Física Médica ha permitido avances espectaculares en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades, así como en la protección frente a los agentes físicos. Por otro lado, la Biofísica ha demostrado un enorme potencial para la comprensión de los mecanismos biológicos básicos, desde la estructura del ADN al funcionamiento de las neuronas.

La Biología y la Medicina actuales no se entienden sin el concurso de las técnicas físicas, tanto experimentales como de modelización teórica y numérica. Es evidente que la proyección de esos avances hacia el futuro, con la aplicación de nuevas tecnologías y la colaboración interdisciplinar, es aún más prometedora.

La Física Médica ha conseguido logros decisivos,  baste citar como ejemplos el desarrollo de métodos de análisis fisiológicos utilizando marcadores radiactivos, las nuevas técnicas de imagen como la resonancia magnética (RM), la tomografía de coherencia óptica (OCT), la tomografía computarizada de rayos X (TC) y por emisión de positrones (PET), las técnicas de medida y análisis de señales bioeléctricas (ECG, EEG, MEG) o la utilización de aceleradores lineales y fuentes radiactivas en radioterapia. Como reconocimiento a la influencia que han tenido las técnicas físicas en avances decisivos en estos campos  baste recordar los premios Nobel de Fisiología y Medicina obtenidos por desarrollar técnicas y aplicaciones que han resultado definitivas para el diagnóstico y la posterior terapia en muchos campos de la medicina. Rosalyn S. Yalow, por sus trabajos en el desarrollo de la técnica del radioinmunoensayo (RIA) fue la primera especialista en física médica que recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina (1977). Sir Godfrey N. Hounsfield y Allan M. Cormack obtuvieron en 1979 el premio Premio Nobel de Fisiología y Medicina por el desarrollo de la técnica de tomografía computarizada (TC) de rayos X. El Premio Nobel de Fisiología y Medicina de 2003 fue otorgado conjuntamente a Paul Lauterbur y Sir Peter Mansfield "por sus descubrimientos sobre la resonancia magnética". Muchas de las técnicas de imagen o análisis desarrolladas a partir de técnicas físicas y utilizadas diariamente en diagnostico o medicina nuclear tienen además aplicaciones en neuroimagen (neurología, neuropsicología o psiquiatría) lo que les confiere un enorme potencial de investigación acerca de los procesos relacionados con la actividad cerebral.

Por otro lado, hoy día no se concibe el avance de las ciencias biológicas sin el conocimiento detallado tanto de los mecanismos moleculares como de los procesos físicos que los interconectan. La nueva Física Biológica combina este conocimiento fundamental en una descripción cuantitativa de los procesos biológicos, en muchos casos posible gracias al uso de las nuevas técnicas experimentales de manipulación y sondeo a nivel de molécula única, tales como las pinzas ópticas o el microscopio de fuerzas atómicas (AFM), y al acceso a su dinámica posibilitado por la implementación de métodos microfluídicos en diferentes espectroscopias de alta resolución. En el ámbito de la biofísica, fueron los estudios cristalográficos llevados a cabo por los físicos Rosalind Franklin, Maurice Wilkins y Francis Crick en el laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge los que permitieron la elucidación de la celebrada doble hélice del ADN, trabajos que valieron el Premio Nobel de Medicina (1962) junto al biólogo James Watson. Han sido numerosos los descubrimientos en biofísica y física biológica que ha propiciado el espectacular avance de la biología molecular y celular al que asistimos en los últimos años. Se deben destacar los grandes avances ocurridos en la comprensión de las interacciones a nivel molecular, conocimiento que ha posibilitado hitos tan importantes como la secuenciación del genoma de numerosos seres vivos, la caracterización de los detalles del proceso de plegamiento de proteínas y de la dinámica de los motores moleculares, así como sus implicaciones funcionales y fisiológicas, y el estudio de las implicaciones clínicas de la formación de agregados proteicos, particularmente en enfermedades de tipo neurodegerativo. Han sido los métodos experimentales avanzados junto con la herramienta conceptual de la mecánica estadística los que han propiciado esta nueva era de la biología molecular, posibilitado el conocimiento preciso de las relaciones funcionales existentes entre la estructura molecular y la dinámica de los procesos a escala subcelular. Más recientemente, las ciencias biológicas asisten a una nueva revolución conceptual, en la que los sistemas biológicos pueden ser entendidos como redes complejas de elementos estructurales interconectados mediante relaciones dinámicas, dando lugar a emergencia funcional sobre los diferentes niveles organizativos, desde la escala molecular y celular, hasta el nivel orgánico, e incluso superior, pudiendo afirmar que la herramienta biofísica ya está aportando una visión complementaria y una descripción satisfactoria de los diferentes sistemas biológicos, desde la escala atómica al ecosistema.