Nevrokibernetika

Visokošolski učitelji: Miklavčič Damijan

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

Pogoj za vključitev v študijski proces je: poznavanje višje matematike, numeričnih metod, regulacijskih principov, teorije signalov in linearnih sistemov. Študent lahko pristopi k izpitu, če opravi predpisane laboratorijske vaje in izdela domačo nalogo.

Vsebina:

Zgradba nevrona, Nernstova enačba, mirovna membranska napetost, nastanek akcijskega potenciala, prenos signalov vzdolž nevronov in med nevroni, sinapse, nevrotransmiterji in njihovi receptorji. Ideja formalnega nevrona in osnove nevronskih mrež. Zgradba mišic in posebnosti skeletnih, gladkih in srčne mišice. Hillova enačba, proces mišičnega utrujanja. Gibanje in njegov nadzor: spodnji motorični nevron, zgornji motorični nevron, vloga možganskega debla, malih možganov, globjih možganskih struktur in motoričnega korteksa. Receptorji in senzorični organi: nastanek in oblika signala, ki je posledica percepcije; vid, sluh, bolečina in zaznavanje kemijskih substanc. Refleksi. Višje možganske funkcije, spomin, učenje, senzorično-motorična integracija. Elektrotehniške naprave, ki nadomeščajo izgubljene telesne funkcije.

Cilji in kompetence:

Seznaniti slušatelje z delovanjem živih organizmov in njihovih sestavnih delov. Poudarek je na razumevanju načinov sprejemanja različnih informacij iz okolja, prenašanju informacij po organizmu, procesiranju informacij, integraciji različnih tipov informacij in nastanku odziva na te informacije. Fiziologija živega organizma je predstavljena z inženirskega stališča. Tak način omogoča slušatelju bodisi prenos optimiranih rešitev iz narave v tehniško okolje (bionika) bodisi idejno snovanje novih naprav, ki bodo nadomeščale izgubljene ali dopolnjevale okrnjene telesne funkcije.

Predvideni študijski rezultati:

Znanje in razumevanje:

Poglobiti, razširiti in integrirati znanje fiziologije živih organizmov z inženirskega stališča.

Metode poučevanja in učenja:

Snov predmeta bodo študenti osvojili na predavanjih, z vodenim individualnim študijem in na laboratorijskih vajah.

Gradiva

Temeljni literatura in viri:

1. Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, Hall WC, LaMantia AS, McNamara JO, White LE. Neuroscience. Sinauer Associates; 4th Edition edition, 2007.
2. Deutsch S, Deutsch A. Understanding the nervous system An engineering perspective. Wiley-IEEE Press, 1993.
3. Pflanzer RG. Experimental and Applied Physiology. McGraw-Hill, 2007.
4. Guyton AC, Hall JE. Textbook Of Medical Physiology. W.B. Saunders Company: 10th ed. 2000.
5. Barth FG, Humphrey JAC, Secomb TW. Sensors and sensing in biology and enginnering. Springer, 2003.