با توجه به توسعه فناوری‌های گوناگون برای درک بهتر سامانه‌های زیستی، انجام آزمایش جهت به دست آوردن داده‌های زیستی اغلب بسیار پرهزینه و گاه با فناوری روز غیر عملی است. این در حالی است که انجام شبیه‌سازی با هزینه بسیار کمتر قادر است اطلاعات فراوانی از ساختار و نحوه عملکرد سامانه‌های زیستی استخراج کند. از آنجا که سامانه‌های زیستی در مقیاس‌های گوناگون، از مقیاس زیراتمی تا پیکره یک موجود زنده گسترده شده‌اند، استفاده از شبیه‌سازی چندلایه‌ای در این سامانه‌ها رو به افزایش می‌باشد. این درس به ارایه روش‌های موجود در شبیه‌سازی بیومولکولی، سلولی، بافتی و نحوه استفاده همزمان از آنها می‌پردازد. در نهایت، دانشجویان با نحوه استفاده از شبیه‌سازی‌ها در ارایه روش‌های درمانی و دارویی نوین آشنا خواهند شد.

1. مفهوم مدل‌ کامپیوتری و کاربرد آن در زیست‌شناسی و پزشکی
2. ارتباط مدل با واقعیت
3. فرآیندهای گسسته و پیوسته
4. مدل‌های قابل پیش‌بینی و تصادفی
5. لایه‌های مختلف مدل‌سازی در فرآیندهای زیستی
   • مدل‌های کوانتومی
   • دینامیک مولکولی
   • مدل‌های درشت-ذره
   • مدل‌های عامل‌-محور گسسته
   • مدل‌های اجزای محدود
   • مدل‌های شبکه‌ای-سلولی
6. انتخاب لایه‌های مناسب برای یک مسئله زیستی
7. تبادل داده‌ها بین لایه ها
8. مدل‌سازی بر اساس آزمایش و طراحی آزمایش بر اساس مدل
9. پردازش خروجی مدل
10. قابلیت اطمینان مدل‌های زیستی
11. بررسی تطابق مدل با داده‌های آزمایشگاهی و بیمارستانی
12. طراحی و بهبود راهکارهای درمانی بر اساس مدل‌سازی‌