2006/2007 II. félév

A 2006/2007-es tanév II. félévi Idegrendszeri modellezés kurzust az ELTE Déli tömbjének 0-817 számú, Dudich Endre nevű termében tartom hétfőnként, 8.20-tól 9.50 óráig.

A kurzus célja, hogy megismertesse a hallgatóságot a Computational Neuroscience (elméleti idegtudomány) tudományterületével, az általa vizsgált kérdésekkel és módszerekkel. Az órákon elhangzott témák egy részéhez TDK, vagy diplomamunka lehetőséget is ajánlunk, melyekről itt olvasható részletesebb felvilágosítás.

A kurzus tervezett tematikája és időbeosztása:

02.12. Ismerkedés, a tematika ismertetése
02.19. Idegrendszerkutatás: a strukturális, funkcionális és dinamikus megközelítés integrálásának szükségessége. (Szintek, vizsgálati módszerek, mechanizmusok, algoritmusok; kitekintés). A neurobiológia nagy paradigmái. Bevezetés az idegrendszer anatómiájába, sejttanába.
02.26. Az idegsejtek elektrokémiai és -fiziológiai működésének alapjai, a konduktancia-alapú modellek. A párhuzamos konduktancia modell. Az akciós potenciál keletkezése. A Hodgkin-Huxley modell. Ionáramok, ioncsatornák, kapukinetikák.
03.05. Bevezetés a dinamikai rendszerek elméletébe. Egyszerüsített idegsejt modellek. A HH-modell egyszerűsítése: a FitzHugh-Nagumo-Rinzel modell, fázis-sík analízis. Börsztölés bifurkáció analízissel.
03.12. Absztrakt modellek: a fázis modell, a ráta modell, a McCulloch-Pitts neuron és az integrál-és-tüzel modell. Túl a HH-modellen. Változatos feszültség- és ligandfüggő kinetikák. Az idegsejtek térbeli kiterjedésének következményei. A kábel-egyenlet és a sokrekeszes modellek.
03.19. Ez az óra elmarad.
03.26. A részletes egysejt modellezés lehetőségei. Kapcsolat idegsejtek között: a szinapszis. Részletes, egyszerűsített kinetikai, illetve fenomenológikus szinapszis modellek. A tanulás sejtszintű mechanizmusa: a szinaptikus plaszticitás. A Hebb-szabály és variációi. Szinapszisok erősödése, gyengülése. Különböző időskálájú plaszticitás fajták.
04.02. Tavaszi szünet
04.09. Húsvét
04.16. Neuronhálózatok modellezésének alapjai. A neuronhálózati dinamika két szintje. Tanulás-formák: tanítóval, megerősítéssel, tanító nélkül. Néhány alapvető neurobhálózati architektúra: előre- és visszacsatolás, laterális kapcsolatok, attraktor hálózatok.
04.23. Ablakok az agyra: tradicionális és modern mérési és adatelemzési eljárások.
04.30. Idegi oszcillációk. Az oszcillációk keletkezése: sejt- és hálózatszintű mechanizmusok. Az oszcillációk funckciói: időzítés és dinamikai kapcsolás. Oszcillációk a memória-modellekben.
05.07. A hippokampusz. Memória és térbeli tájékozódás modellezése. Helysejtek, helymezők. Frekvencia- és időzítés kód. A hippokampusz dinamikai módjai.
05.14. ZH

A kurzuson való jegyszerzéshez a kurzus anyaga alapján összeállított írásbeli vizsgát kell tenni. A vizsga időpontja megegyezik az utolsó óra időpontjával: 2007. 05. 14., 8.30-10.00 óráig. Kérek mindenkit, hogy vizsgázási szándékát egyrészt az ETR-ben(!), másrészt e-mailen Kiss Tamásnak jelezze.

Az órákon mindenkit szeretettel várok,
Kiss Tamás

Mellékletek: