Modeling and analysis of brain activity

Vztahy:

Podmínkou zápisu na předmět BEAM31MOA je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal příslušný počet předmětů ze skupiny BEZBM

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra teorie obvodů

Anotace:

Tento předmět pokrývá základní metody modelování a analýzy mozkové aktivity. Po zavedení/zopakování základních pojmů dynamických systémů budou studovány příklady generativních modelů mozkové aktivity, napříč úrovním od modelů dynamiky na membráně neuronu po aktivu neurálních populací a jejich interakci. V druhé části kurzu se budeme věnovat metodám analýzy a statistického modelování mozkové aktivity od základních metod analýzy funkční a efektivní konektivity mozku až po pokročilé partie grafové analýzy struktury mozkových sítí.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Úvod do tématu, motivační příklady.

2. Lineární autoregresní model a jeho uplatnění v modelování mozkové aktivity, specifika nelineárních modelů.

3. Přehled typů modelů mozkové aktivity.

4. FitzHugh-Nagumův model.

5. Populační modely: Wilsonův-Cowanův model.

6. Modelování sítí neuronů/populací.

7. Modelování neurozobrazovacích signálů (EEG/fMRI).

8. Funkční a efektivní konektivita: definice, přehled metod.

9. Funkční a efektivní konektivita: pokročilé metody, výběr metod.

10. Specifika statistického testování v neurozobrazování: multiple testing correction, náhradní modely.

11. Grafově-teoretická analýza sítí.

12. Problémy interpretace grafově-teoretické analýzy sítí.

13. Závěrečné shrnutí.

14. Prezentace výsledků projektové práce.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Jirsa, V. & McIntosh, A. (Eds.). Handbook of Brain Connectivity. Springer, 2007

Hoppensteadt, F. C. & Izhikevich, E. M. Weakly connected neural networks. Springer-Verlag New York, 1997

Kantz, H. & Schreiber, T. Nonlinear time series analysis. Cambridge university press, 2004, 7

Ermentrout, B. Simulating, Analyzing, and Animating Dynamical Systems: A Guide To Xppaut for Researchers and Students. Society for Industrial and Applied Mathematics, 2002

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Medical Electronics and Bioinformatics - Specialization Image Processing (povinně volitelný předmět)
• Medical Electronics and Bioinformatics - Specialization Signal Processing (PS)
• Medical Electronics and Bioinformatics - Specialization Bioinformatics (povinně volitelný předmět)
• Medical Electronics and Bioinformatics - Specialization Medical Instrumentation (povinně volitelný předmět)