Acquisire le conoscenze specifiche di teorie, metodi e tecnologie per la comprensione e l'analisi delle funzionalità del sistema nervoso umano. In particolare, il corso fornisce esempi applicativi nell’ambito del recupero e assistenza in disabilità, come le interfacce cervello-computer (brain computer interface, bci) e le neuroprotesi.
scheda docente materiale didattico
INTRODUZIONE ALLA NEUROINGEGNERIA
- NEUROINGEGNERIA: DEFINIZIONI, CAMPI APPLICATIVI, PRINCIPALI TECNOLOGIE ESISTENTI
- FOCUS DEL CORSO: REGISTRAZIONE DI DATI DAL SISTEMA NERVOSO, STMOLAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO, ESTRAZIONE DI CARATTERISTICHE, DEFINIZIONE DI MODELLI
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PARTE 1 - FUNZIONAMENTO E MODELLI DEL NEURONE
- ELEMENTI DI BASE DI ANATOMIA E FUNZIONE DEL SISTEMA NERVOSO, STRUTTURA E FUNZIONE DEL NEURONE, POTENZIALE DI RIPOSO, GENERAZIONE E PROPAGAZIONE DEL POTENZIALE D’AZIONE.
- MODELLI PASSIVI DEL NEURONE
- MODELLI ATTIVI DEL NEURONE: IF, H-H, FH-N
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PARTE 2 - INTERFACCIARSI CON IL SISTEMA NERVOSO
- INTERFACCIARSI CON IL SISTEMA NERVOSO: BIOELETTRODI COME SOLUZIONE TECNOLOGICA PER TRASFORMARE CORRENTI IONICHE IN CORRENTI ELETTRONICHE.
- REGISTRAZIONE DELL’ATTIVITÀ NEURALE: MICROELETTRODI
- BIOPOTENZIALI: ELEMENTI DI ELETTROMIOGRAFIA
- BIOPOTENZIALI: ELEMENTI DI ELETTROENCEFALOGRAFIA
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PARTE 3 – ESTRARRE INFORMAZIONI DAL SISTEMA NERVOSO
- SPIKE DETECTION
- SPIKE SORTING
- ATTIVITÀ 1: SPIKE DETECTION E SORTING DA ATTIVITÀ NEURALE
- ATTIVITÀ 2: MODELLI DI COORDINAZIONE: CONTROLLO MODULARE DEL MOVIMENTO UMANO – Sinergie Muscolari
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PARTE 4: STIMOLAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO
- STIMOLAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO: SOLUZIONI TECNOLOGICHE PER ATTIVARE ARTIFICIALMENTE LE CELLULE DEL SISTEMA NERVOSO – ELEMENTI DI BASE DI TMS, TACS, TDCS, DBS, NMES.
- STIMOLAZIONE ELETTRICA NEUROMUSCOLARE NMES-FES. ASPETTI TECNOLOGICI, PRINCIPI NEUROFISIOLOGICI, APPLICAZIONI
- ATTIVITÀ 3: ANALISI ELETTROMIOGRAFICA IN RISPOSTA ALLA STIMOLAZIONE ELETTRICA NEUROMUSCOLARE: M-wave ed H-reflex
He, B. (Ed.). (2007). Neural engineering. Springer Science & Business Media.
Programma
NEURAL ENGINEERING AA 2016-2017INTRODUZIONE ALLA NEUROINGEGNERIA
- NEUROINGEGNERIA: DEFINIZIONI, CAMPI APPLICATIVI, PRINCIPALI TECNOLOGIE ESISTENTI
- FOCUS DEL CORSO: REGISTRAZIONE DI DATI DAL SISTEMA NERVOSO, STMOLAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO, ESTRAZIONE DI CARATTERISTICHE, DEFINIZIONE DI MODELLI
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PARTE 1 - FUNZIONAMENTO E MODELLI DEL NEURONE
- ELEMENTI DI BASE DI ANATOMIA E FUNZIONE DEL SISTEMA NERVOSO, STRUTTURA E FUNZIONE DEL NEURONE, POTENZIALE DI RIPOSO, GENERAZIONE E PROPAGAZIONE DEL POTENZIALE D’AZIONE.
- MODELLI PASSIVI DEL NEURONE
- MODELLI ATTIVI DEL NEURONE: IF, H-H, FH-N
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PARTE 2 - INTERFACCIARSI CON IL SISTEMA NERVOSO
- INTERFACCIARSI CON IL SISTEMA NERVOSO: BIOELETTRODI COME SOLUZIONE TECNOLOGICA PER TRASFORMARE CORRENTI IONICHE IN CORRENTI ELETTRONICHE.
- REGISTRAZIONE DELL’ATTIVITÀ NEURALE: MICROELETTRODI
- BIOPOTENZIALI: ELEMENTI DI ELETTROMIOGRAFIA
- BIOPOTENZIALI: ELEMENTI DI ELETTROENCEFALOGRAFIA
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PARTE 3 – ESTRARRE INFORMAZIONI DAL SISTEMA NERVOSO
- SPIKE DETECTION
- SPIKE SORTING
- ATTIVITÀ 1: SPIKE DETECTION E SORTING DA ATTIVITÀ NEURALE
- ATTIVITÀ 2: MODELLI DI COORDINAZIONE: CONTROLLO MODULARE DEL MOVIMENTO UMANO – Sinergie Muscolari
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PARTE 4: STIMOLAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO
- STIMOLAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO: SOLUZIONI TECNOLOGICHE PER ATTIVARE ARTIFICIALMENTE LE CELLULE DEL SISTEMA NERVOSO – ELEMENTI DI BASE DI TMS, TACS, TDCS, DBS, NMES.
- STIMOLAZIONE ELETTRICA NEUROMUSCOLARE NMES-FES. ASPETTI TECNOLOGICI, PRINCIPI NEUROFISIOLOGICI, APPLICAZIONI
- ATTIVITÀ 3: ANALISI ELETTROMIOGRAFICA IN RISPOSTA ALLA STIMOLAZIONE ELETTRICA NEUROMUSCOLARE: M-wave ed H-reflex
Testi Adottati
Horch, K. W., & Dhillon, G. S. (Eds.). (2004). Neuroprosthetics: theory and practice (Vol. 2). World Scientific.He, B. (Ed.). (2007). Neural engineering. Springer Science & Business Media.