Mathematics in Bioscience

Beschreibung des Studiengangs

Die revolutionären Entwicklungen in Genomik, Proteomik, Molekularbiologie, Biotechnologie und anderen Gebieten der Biowissenschaften bzw. Life Sciences fordern eine neue Qualität der Modellierung und Mathematisierung in diesen Feldern sowie ein hohes Niveau an Kommunikation zwischen den betreffenden Substanzwissenschaften und der Mathematik. Insbesondere hat sich die Mathematik folgenden neuen Herausforderungen zu stellen:

• Das methodische Arsenal der klassischen Biomathematik ist anzupassen und weiterzuentwickeln.
• "High throughput"-Technologien verursachen ein explosionsartiges Anwachsen der Datenmengen. Dies fordert den Einsatz von Methoden der Mathematik, die noch vor wenigen Jahren in den Biowissenschaften eine untergeordnete Rolle spielten. Beispiele dafür sind Numerik und Simulation, sowie neue Methoden der Statistik. Andererseits bieten die jetzigen und zukünftigen Möglichkeiten der Informationstechnologie die Chance, Probleme dieser Art mit geeigneten mathematischen Methoden anzugehen.
• Neue Erkenntnisse und Probleme in den Biowissenschaften erfordern die Entwicklung völlig neuer Methoden innerhalb der Mathematik.

Die Komplexität biologischer Systeme lässt sich mit den Methoden einzelner Gebiete der Mathematik nicht erfassen. Das Zusammenspiel verschiedener mathematischer Disziplinen sowie die intensive Kommunikation zwischen Substanzwissenschaftlern und Mathematikern verspricht weitergehende methodische Fortschritte. Diesen Entwicklungen folgend richtet die Fakultät für Mathematik der TUM einen Masterstudiengang ein. Dabei sind für die Lehre folgende Rahmenbedingungen zu beachten;

• Im Zentrum stehen mathematische Modellierung und Methodik. Verschiedene Disziplinen der Mathematik werden zusammenwirken.
• Grundlegend ist ein direkter und starker Bezug zu den Substanzwissenschaften.

Entscheidend ist die Kommunikation innerhalb und besonders zwischen diesen beiden Ebenen. Diese muss bis in Detailfragen der Substanzwissenschaften hineinreichen. Absolventen des Master-Studiengangs "Mathematics in Bioscience" haben mit ihrer hochqualifizierten Ausbildung beste Berufsaussichten vor allem in den Forschungs- und Entwicklungsabteilungen von High-Tech-Firmen der Biotechnologie, der Molekularbiologie, der Pharmaindustrie und der Medizintechnik. Entsprechend ausgebildete Fachkräfte werden in Industrie und Forschung enorm nachgefragt. Dies gilt insbesondere für den angelsächsischen Raum. Der Bedarf kann derzeit nur unzureichend und oft durch "Seiteneinsteiger" aus der Biologie, Physik und Medizin abgedeckt werden. Aufgrund der dynamischen Entwicklung im gesamten Bereich Life Sciences besteht ein großer Bedarf an qualifizierten, gezielt ausgebildeten, jungen Wissenschaftlern. Bio-Tech-Firmen können auf Dauer im kompetitiven internationalen Wettbewerb nur bestehen, wenn sie aus einem biomathematisch anspruchsvoll ausgebildeten Personenkreis schöpfen können.

Studieninhalte

1. Mathematische Schwerpunkte des Masterstudiengangs Mathematics in Bioscience sind:
   1. Angewandte Analysis,
   2. Stochastik,
   3. Numerische Mathematik.
2. Eine sehr wichtige Nahtstelle zwischen Mathematik und Biologie bildet der Bereich Mathematische Modelle in der Biologie.
3. Biologische Schwerpunkte des Masterstudiengangs Mathematics in Bioscience sind u.a.:
   1. Biochemie und Molekularbiologie,
   2. Biosignale,
   3. Biotechnologie,
   4. Biophysik. Die Auswahl der mathematischen Fachvorlesungen soll auf den biologischen Anwendungsbereich abgestimmt werden.

Studienrichtungen

Angewandte Analysis, Stochastik, Numerische Mathematik, Mathematische Modelle in der Biologie, Biochemie und Molekularbiologie, Biosignale Biotechnologie, Biophysik

Studienaufbau

1. In den ersten drei Semestern sind die Vorlesungen und Übungen zu allen Pflichtfächern zu besuchen. Hinzu kommt eine Auswahl von Wahlpflichtfächern, die mit dem zuständigen Advisor abzustimmen ist (siehe § 7 Abs. 1 und Anlage 2 FPO).
2. Es sind ein mindestens 8-wöchiges Berufspraktikum und ein Seminar bzw. Projekt mit interdisziplinärem Charakter zu absolvieren.
3. Eines der vier Fachsemester sollte nach Möglichkeit an einer ausländischen Universität verbracht werden. Geeignete Universitäten sollen in Absprache mit dem Koordinator ausgewählt werden.
4. Im vierten Semester ist die Master's Thesis anzufertigen.

Praktikum

Nach dem zweiten Semester ist ein 8-wöchiges Industrie-Praktikum mit Bezug zu mindestens einem der Gebiete Biologie, Chemie, Medizin oder Physik abzuleisten.

Studienplan

1. Die inhaltliche Ausfüllung der Studienordnung erfolgt im Studienplan. Der Studienplan gibt Empfehlungen für den Studienverlauf. Er enthält folgende Angaben:
   • Name der Lehrveranstaltung,
   • Art der Lehrveranstaltung (Vorlesung, Übung, Seminar),
   • Gesamtzahl der Semesterwochenstunden,
   • Gesamtzahl der Leistungspunkte,
   • ggf. Erfordernis der Anfertigung von Studienarbeiten. In den Tabellen der Anlage sind exemplarische Studienpläne für mögliche Studienrichtungen (course options) explizit zusammengestellt.

Ziele des Studienganges

1. Umsetzung des Problems in ein mathematisches Modell,
2. Modellanalyse und mathematische Lösung des Problems mit mathematischen Methoden,
3. Erarbeitung einer konkreten mathematischen Lösung des Problems mit den in Nummer 3 entwickelten Methoden, auch unter Zuhilfenahme von Computer-Programmpaketen und/oder -Simulationsverfahren,
4. Rückübersetzung der gewonnenen Lösung in die Sprache der Substanzwissenschaften und Präsentation der Ergebnisse.

Studienbeginn

Sommer- und Wintersemester

Bewerbungsschluss

31. Mai für das WS, 31. Dezember für das SS

Regelstudienzeit (in Semestern) :-4

Unterrichtssprache :-Deutsch, Englisch