Conoscere e capire le basi neurali dei processi cognitivi. Comprendere le basi della modellizzazione computazione a differenti scale di complessità, dal singolo neurone, ai microcircuiti e alle reti neurali, dimostrando anche la capacità di analizzarne differenze e somiglianze.
Prerequisiti
Basi di neuroanatomia e neurofisiologia
Metodi didattici
Lezioni frontali. Eventuali seminari didattici per ampliare le conoscenze degli studenti
Verifica Apprendimento
Non sono previste prove in itinere. L'esame finale è previsto come orale, strutturato come segue: domande aperte per valutare le capacità di pensiero critico e domande puntuali per valutare la conoscenza di strutture, processi e terminologia. Lo scopo è quello di accertare il raggiungimento degli obiettivi formativi del corso. L'argomento dell'esame copre l'intero contenuto delle lezioni e dei seminari didattici.
Testi
Il materiale digitale sarà fornito attraverso la piattaforma kiro.
Contenuti
Il corso è diviso in due moduli: il primo affronta la fisiologia dei processi cognitivi e la modellistica bottom-up, mentre il secondo si occupa della registrazione delle funzioni cerebrali e della modellistica su larga scala. 1. Architettura funzionale del cervello - Struttura, funzione, dinamica e controllo - Computazione, codifica, informazione - Interazione tra i sistemi sensomotorio e cognitivo - Calcolo ad anello chiuso: controllori inversi e in avanti e rilevamento degli errori - Meccanismi circuitali di apprendimento, memoria, calcolo e trasferimento di informazioni 2. Organizzazione multiscala del sistema nervoso - Microscala: aspetti molecolari e cellulari, neuroni e microcircuiti - Mesoscala: assemblaggi multineuronali e basi dell'Intelligenza Artificiale - Macroscala: reti su larga scala 3. Registrazione delle funzioni cerebrali - Tecniche per la misurazione di funzioni neuronali complesse - Analisi dei segnali distribuiti e problema inverso - PET, TMS, EEG, MEG - Risonanza magnetica strutturale e funzionale - Architettura cerebrale e connettomica 4. Modellazione multiscala delle funzioni nervose - Principi di modellistica cerebrale realistica: Modelli a singolo neurone (stile Hodgkin-Huxley) e modelli a microcircuito - Teoria delle reti neurali spiking - Semplificazione del modello e modelli di campo medio - Intelligenza Artificiale e Modellistica cerebrale Durante il corso vengono presentate alcune applicazioni pratiche: - Neurofisiologia e neuropatologia - Neuroinformatica - Neurobotica - Calcolo neuromorfico
Lingua Insegnamento
INGLESE
Altre informazioni
Per studenti con disabilità o DSA, studenti lavoratori, studente impegnato nella cura dei propri familiari, studente genitore, studenti a rischio abbandono, studenti atleti il docente sarà disponibile "ON DEMAND" mediante incontri in presenza o attraverso piattaforme telematiche per comprendere le problematiche dello studente e per trovare le soluzioni più adeguate.