Forelæsninger, regneøvelser og individuelle (eller gruppe) projekter.
Kursets varighed:
13-uger
Evalueringsform:
Hjælpemidler:
Bedømmelsesform:
Tidligere kursus:
Hjernens fysik
Ønskelige forudsætninger:
Overordnede kursusmål:
I løbet af dette kursus vil de studerende opnå en biofysisk forståelse af nerve og hjerne funktion, specielt i forbindelse med de fysiske principper som ligger til grund for hukommelse, kognition, adfærd og neuronale sygdomme. Nylige udviklinger indenfor forskning i biomaterialer vil blive præsenteret (neurale graft, mikroelektrode implantater og anti-epileptiske pacemakere). De studerende vil også skulle arbejde med de fysiske principper som ligger til grund for nogle af de mest almindelige metoder i eksperimentel neurovidenskab (se kursusindhold). For at konsolidere deres forståelse af de introducerede begreber vil vi foretage besøg på et eller flere forskningslaboratorier i Danmark som arbejder med nævnte metoder (Panum eller Hvidovre hospital). Cirka midt i kurset vil de studerende begynde på deres individuelle projekter (afløsningsopgave) som vil være skræddersyet til de studerendes individuelle interesser og ekspertise, og kan variere fra detaljeret modellering af enkelte neuroner (dendriter, synapser), netværk af neuroner, oscillatorisk aktivitet i hele hjernen (eller dele deraf) og hardware implementeringer af neuronale systemer. Projekter kan også bestå af en detaljeret analyse af bestemte resultater i den publicerede literatur med fokus på at ekstrahere biofysisk relevante konklusioner.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Identificere de primære opdelinger af nervesystemet og genkende den terminologi som anvendes i neurovidenskabelig litteratur
Beskrive neuroanatomiske opdelingers form og funktion udfra et biofysisk perspektiv
Formulere og anvende membranligninger til beskrivelse af neuroners elektrofysiologi og dynamik
Designe og implementere computationelle modeller af enkelt neuroner
Designe og implementere computationelle modeller af synapser
Designe og implementere computationelle modeller af simple neurale kredløb
Redegøre for de biofysiske mekanismer som giver mulighed for indlæring og hukommelse i neuronale netværk
Designe og implementere biofysiske neurale netværk til løsning af simple biologiske problemstillinger
Forklare eksperimentelle data ved hjælp af neurale modeller med henblik på at sammenligne konkurrerende hypoteser, forudsige effekter og foreslå nye eksperimenter
Skrive en fokuseret rapport i artikel format om et specifikt neurovidenskabeligt emne.
Kursusindhold:
Spændings-gated ionkonduktans. Ikke-lineære egenskaber ved excitérbare membraner. Neuronal struktur og funktion. Neurotransmitterstoffer. Synaptisk struktur og funktion. Dendritisk struktur og funktion. Plasticitet og konnektivitet i neuronale netværk. Hjerne og rygmarvs anatomi. Oversigt over metoder i neurovidenskab (f.eks. PET, fMRI, TMS, EEG)
