lu.se

Elektro- och informationsteknik

Lunds Tekniska Högskola | Lunds universitet

EITN65 Mätning och modellering av centrala nervsystemets funktion

Föreläsningar

2018/2019


Denna kurs har en djupt tvärvetenskaplig förankring i både medicin och teknik, vilket tydligt kommer att speglas i föreläsningarna. Dessa är indelade i följande återkommande teman: 
  • Den underliggande biologin: Hur nervcellers signaler uppkommer, kopplas och utbreds, samt hur nervceller kopplas ihop till funktionella nätverk.
  • Modellering: Hur nervceller kan modelleras på olika abstraktionsnivå, både enskilda och i populationer.
  • Mätteknik: Hur nervsignaler kan mätas, både enskilda och i populationer, in vitro och in vivo, samt invasivt och med ytelektroder.
  • Analys: Hur mätsignaler kan analyseras med metoder för signalbehandling och statistik.
I kursen eftersträvar vi även att visa en tydlig anknytning till aktuell forskning, både i världen, och specifikt på Lunds universitet. Därför kommer vi att bjuda in ett antal gästföreläsare från Lunds universitet som inspirationsgivare under kursens gång.
 
Ett mer detaljerat upplägg av föreläsningarna kommer läggas upp på denna sida inför starten av kursen. Nedan följer en preliminär beskrivning av föreläsningsinnehållet.
 
Föreläsningarna om den underliggande biologin kommer täcka detaljerna kring hur nervceller fungerar enskild, samt när de är kopplade till varandra i nätverk av några få till upp till tusentals nervceller. Vi kommer även att titta på hur nervceller samverkar för att t.ex. styra och kontrollera våra rörelser eller bearbeta sensoriska intryck som ljus och ljud. Detta kommer ge oss tillfälle att prata om mångfalden av nervceller i både utseende, aktivitetsmönster och funktion, som kommer visa sig vara tätt sammanvävda.
 
Modelleringsföreläsningarna kommer bl.a. täcka hur enstaka nervceller kan modelleras på olika abstraktionsnivåer. Detta kommer inbegripa de mer abstrakta integrate-and-fire modeller, samt de mer detaljerade single- och multi-compartment modeller som bygger på Hodgkin-Huxley ekvationerna. I ett nästa steg kommer vi att titta på hur dessa modeller av enstaka nervceller kan kopplas ihop till nätverk av flera nervceller. Vi kommer även visa hur man alternativt kan lyfta modelleringen till nästa abstraktionsnivå, där aktiviteten av en population av nervceller modelleras direkt som helhelt. Slutligen kommer vi att ta upp modellering av sammankopplade populationer av nervceller, som t.ex. de populationer som är del av den kretsen som styr våra frivilliga rörelser.
 
Föreläsningarna om mätteknik kommer till en början täcka olika metoder för att mäta aktiviteten i enstaka nervceller. Detta innefattar bl.a. intra- och extracellulära mätningar samt mätningar in vitro och in vivo. Föreläsningarna täcker dessvidare mätning av aktiviteten i populationer av nervceller, där vi bl.a. kommer ta upp så kallade local field potentials som mäts invasivt, samt “ytliga” mätmetoder som EEG och fMRI. 
 
Föreläsningar om analys kommer på en grundläggande nivå ta upp de vanligaste metoderna för signalbehandling och statistik som används på neural data.