Neuroscienze computazionali:
Dai neuroni in vivo ai modelli in silico con Matlab
Federico Bizzarri, Daniele Linaro, Ingegneria elettrica, Teoria dei circuiti e dei sistemi e relative applicazioni
Le iscrizioni devono essere effettuate dal referente PCTO dell'istituto. Non si accettano iscrizioni individuali da parte di studenti o genitori.
La richiesta di iscrizione è soggetta a conferma da parte dello staff, in base alla disponibilità dei corsi e all'ordine di presentazione delle domande.
Per ottenere l'attestato conclusivo è necessario aver dimostrato interesse e impegno e aver completato tutte le ore previste dal percorso di formazione.
Comprendere il funzionamento del cervello è una delle più grandi sfide della scienza del XXI secolo: in questo breve corso vedremo come la matematica giochi un ruolo di fondamentale importanza nello sviluppo di neuroni artificiali che possono essere utilizzati per capire come funzioni il nostro cervello. Il corso fornirà agli studenti le nozioni necessarie per codificare e simulare in MATLAB diversi modelli di neurone.
MATLAB è ampiamente diffuso sia in ambito industriale che accademico e di ricerca per via dei suoi numerosi strumenti a supporto dei più disparati campi di studio.
Modulo 1 - Fondamenti di neurofisiologia
Parleremo del cervello dei mammiferi e vedremo come esso sia suddiviso in molteplici aree che regolano ogni aspetto della vita di un animale. Scopriremo che ogni area è a sua volta composta da decine di diversi tipi di neuroni, connessi tramite sinapsi e che parlano tra di loro utilizzando un codice binario. Arriveremo a capire come sia possibile descrivere il comportamento di un neurone tramite equazioni differenziali.
Modulo 2 – Introduzione alle equazioni differenziali in MATLAB
Scopriamo insieme che ci sono equazioni della matematica che non hanno come incognita un numero ma bensì una funzione. Sono le equazioni differenziali, modelli che vengono usati negli ambiti più svariati, dalle neuroscienze all’economia, dalla meccanica alla sociologia, dall’elettronica all’ecologia. Impariamo a risolverle numericamente usando MATLAB
Modulo 3– Simulazione di neuroni biologici in MATLAB
I partecipanti saranno divisi in piccoli gruppi. Ad ogni gruppo verrà assegnato un modello di neurone biologico da simulare con MATLAB. I risultati ottenuti saranno discussi con i docenti e con gli altri partecipanti.