Popis předmětu - BAM33NIN
BAM33NIN | Neuroinformatika | ||
---|---|---|---|
Role: | PV | Rozsah výuky: | 2P+2C |
Katedra: | 13133 | Jazyk výuky: | CS |
Garanti: | Novák D. | Zakončení: | Z,ZK |
Přednášející: | Osob je mnoho | Kreditů: | 6 |
Cvičící: | Bakštein E., D´Angelo G., Novák D. | Semestr: | L |
Webová stránka:
https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/beam33nin/startAnotace:
Předmět je zaměřen na modelování neuronů, metody učení na celulární úrovni, zpracování signálů neuronů, kódování a dekódování informace v mozku. Přednášky aplikují získané poznatky na příklady z neurofyziologické praxe. Cvičení jsou zaměřeny na analýzu záznamů signálů neuronů získaných ze zvířecího i lidského mozku.Cíle studia:
Předmět je zaměřen na modelování neuronů, metody učení na celulární úrovni, zpracování signálů neuronů, kódování a dekódování informace v mozku. Přednášky aplikují získané poznatky na příklady z neurofyziologické praxe. Cvičení jsou zaměřeny na analýzu záznamů signálů neuronů získaných ze zvířecího i lidského mozku.Osnovy přednášek:
1. | Úvod, přehled klinických a zobrazovacích metod (jednotková aktivita, EEG , potenciály lokálního elektrického pole, transkraniální magnetická stimulace, funkční neurochirurgie, funkční magnetická rezonance, metody navigace a jejich vizualizace). | |
2. | Modely neuronů: synaptické vstupy, dendritické stromy, iontové kanály, stavová analýza. | |
3. | Poissonův proces, variabilita pálení neuronu, Integrate &Fire model. | |
4. | Bodové procesy v čase a prostoru, definice metrik podobnosti pálení neuronů. | |
5. | Kódování informace v mozku: frekvenční a temporální metriky: - dekódování informace a synchronizace, informační přenos pálení neuronů. | |
6. | Mechanismy učení na celulární úrovni - krátkodobé a dlouhodobé učení. | |
7. | Stochastické neurony a učení I - inspirace statistickým přístupem. | |
8. | Stochastické neurony a učení II - inspirace statistickým přístupem. | |
9. | Učení založené na frekvenčních a časových charakteristikách. | |
10. | Modelování organizace a funkcí mozkové kůry. | |
11. | Aplikace neuroinformatiky pro výzkum epilepsie. | |
12. | Třídění neuronů, předzpracování signálu jednotkové aktivity, evaluace shlukování, generování umělého signálu. | |
13. | Případová studie: výzkum emocí v oblasti bazálních ganglií, analýza IAPS experimentů. | |
14. | Rezerva. |
Osnovy cvičení:
1. | Modelování neuronů a jejich vzájemného propojení, Hodgkin-Huxley model, koeficient variace, PSTH histogram. | |
2. | Bodové a Poissonovy procesy. | |
3. | Kódování signálu v mozku- frekvenční přístup. | |
4. | Kódování signálu v mozku- časový přístup. | |
5. | Dekódování signálů. | |
6. | Přenos informace, entropie, míry regularity, "spike train" míra. | |
7. | Statistické vlastnosti pálení neuronu, 2D a 3D reprezentace. | |
8. | Stochastické neurony a učení, synchronizace, kros-korelace. | |
9. | Generování umělého spike train signálu. | |
10. | Třídění neuronů. | |
11. | Evaluace výsledků, vizualizační metody, ROC křivka. | |
12. | Případová studie: IAPS experiment. | |
13. | Případová studie: epilepsie. | |
14. | Rezerva. |
Literatura:
[1] | Christof Koch, Biophysics of Computation-Information Processing in Single Neurons, Oxford University Press, 1999.[2] Thomas P. Trappenberg, Fundamentals of Computational Neuroscience, Oxford University Press, 2002. | |
[3] | Fred Rieke,Spikes Exploring the Neural Code, MIT Press, 1999. | |
[4] | Peter Dayan, Theoretical Neuroscience, MIT Press, 2001. | |
[5] | Wulfram Gerstner, Spiking Neuron Models, Cambridge University Press, 2002. |
Požadavky:
Prerekvizity: Teorie signálů, Statistika a spolehlivost v lékařství, Rozpoznávání a strojové učení.Klíčová slova:
Modelování neuronů, kódování a dekódování signálu, Stochastické neurony a učeníPředmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Plán | Obor | Role | Dop. semestr |
MPBIO1_2018 | Bioinformatika | PV | – |
MPBIO2_2018 | Lékařská technika | PV | 2 |
MPBIO3_2018 | Zpracování obrazu | PV | – |
MPBIO4_2018 | Zpracování signálů | PV | – |
Stránka vytvořena 18.2.2025 12:50:32, semestry: Z/2025-6, Z,L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů | Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |