Methods used to study brain functioning

General data

Course ID:	3501-KOG-MBFM
Erasmus code / ISCED:	13.1 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0511) Biology The ISCED (International Standard Classification of Education) code has been designed by UNESCO.
Course title:	Methods used to study brain functioning
Name in Polish:	Metody badania funkcjonującego mózgu
Organizational unit:	Institute of Philosophy
Course groups:
ECTS credit allocation (and other scores):	(not available) Basic information on ECTS credits allocation principles: the annual hourly workload of the student’s work required to achieve the expected learning outcomes for a given stage is 1500-1800h, corresponding to 60 ECTS; the student’s weekly hourly workload is 45 h; 1 ECTS point corresponds to 25-30 hours of student work needed to achieve the assumed learning outcomes; weekly student workload necessary to achieve the assumed learning outcomes allows to obtain 1.5 ECTS; work required to pass the course, which has been assigned 3 ECTS, constitutes 10% of the semester student load. view allocation of credits
Language:	Polish
Prerequisites:	How does the Brain Work: From Neuron to Consciousness 3501-KOG-JDM
Prerequisites (description):	(in Polish) Studenci znają podstawy neurofizjologii i zasady przetwarzania informacji w mózgu.
Mode:	Classroom
Short description:	Lectures will present the methodology used in neurocognitive and neurobiology laboratories to monitor brain activity (at cellular and systemic levels) and link it with behavior and psychological states. Pros and cons of the methods will be highlighted and illustrated with their application examples. First lectures will focus on detailed description of electrophysiological basis and technical details of electroencephalography (EEG, ERP) and elektromiography (EMG). Next, noninvasive methods will be described, typically used in neuroimaging of brain cognitive functions. Final lectures will describe invasive methods, allowing the study of cellular and network mechanisms of neuronal functions and cutting edge technologies of genetic engineering allowing to precisely target and modify neuronal activity.
Full description:	(in Polish) różnych metod badania aktywności neuronalnej (od poziomu systemowego do komórkowego) i jej korelacji z zachowaniem i stanami psychofizjologicznym. Przedstawione zostają zalety i wady metod, oraz przykłady ich zastosowanie z kontekście różnych pytań badawczych. Tematyka wykładów (nie pokrywa się dokładnie z numeracją wykładów) Wykłady 1-5: wykłady obowiązkowe dla osób uczęszczających na ćwiczenia EEG: Przypomnienie z podstaw neurofizjologii - neuron, akson, dendryty synapsy. Podstawy elektrofizjologii; błona, potencjał równowagi, potencjał błonowy, pot. spoczynkowy; potencjały postsynaptyczne / czynnościowe; potencjały błonowe – sumowanie sygnału zależne od elektrod – pochodzenie sygnału EEG, główne pasma częstotliwości w EEG. Podstawy neuroanatomii ważne dla lokalizacji i nazewnictwa elektrod EEG – systemy elektrod 10-10, 10-20, system geodesic (EGI); typy elekotrod. Podstawy techniczne rejestracji sygnałów biologicznych (w tym EEG - ogólniei parametry laboratorium EEG w CENT): wzmacniacz różnicowy – elektroda referencyjna, montarz; filtry górnoprzepustowy i dolnoprzepustowy, filtr ‘notch’, wzmocnienie ver czułość; sygnał analogowy ver cyfrowy – próbkowanie sygnału, zasada Nyquista. Wyzwalanie bodźców, sposób generacji i zapisu, znaczniki zdarzeń - trigery, markery; przykładowe procedury. Potencjały wywołane (EP) i potencjały związane ze zdarzeniami (ERP), terminologia, typowe fale i składowe egzogenne i endogenne; uśrednianie; techniczne parametry rejestracji EP i ERP. Inne nieinwazyjne metody elektrofizjologiczne - podstawy, zastosowanie w badaniach neuropoznawczych: MEG, EMG, EOG, GSR, EKG. Podstawowe założenia neurofeedbacku. Wykłady 6-7 Anatomia funkcjonalna ~ lokalizacja aktywności / funkcji w mózgu. Przełomowe przypadki kliniczne. Nieinwazyjne badanie struktury mózgu RTG, CT, spectroskopia CT, obrazowanie rezonansu magnetycznego (MRI). Obrazowanie i lokalizacja aktywności - metody bezpośrednie versus pośrednie - metaboliczne: sprzężenie nerwowo-naczyniowe, reakcja hemodynamiczna. Obrazowanie utlenowania hemoglobiny, fMRI (BOLD). fMRI versus EEG. Inne nieinwazyjne metody metaboliczne: NIRS; obrazowanie zużycia glukozy - PET. Obrazowanie biochemii i farmakologii mózgu - spectroskopia MRI, PET. Wykłady 8-10. Metody inwazyjne bezpośrednie - elektrofizjologia, rejestracje wewnątrz i zewnątrzkomórkowe. Iglice, potencjały zbiorcze (LFP, ECoG). Badanie odpowiedzi na bodźce: pola recepcyjne, reprezentacje korowe. Obrazowanie optyczne zmian napięcia błon komórkowych. Inwazyjne badanie anatomii - histologia, mikroskopia, barwniki fluorescencyjne, Nowoczesne metody mikroskopii - obserwacje aktywności żywych neuronów. Wykłady 11-12. Metody modyfikacji aktywności mózgu. Lezje, hamowanie i pobudzanie aktywności (farmakologia, chłodzenie, stymulacje elektryczne i polem magnetycznym). Badanie połączeń metody anatomiczne, histologiczne, funkcjonalne. Metody modyfikacji budowy i funkcji – biologia komórkowa i molekularna, optogenetyka. Wykłady 13-15 Zastosowanie różnych metod w badaniach, przykłady: plastyczność, pamięć, uczenie, funkcjonalne stany mózgu: sen, czuwanie, czujność, DMN, uwaga, świadomość, TOM, DMN.
Bibliography:	(in Polish) Uczęszczanie na wykłady - nie ma książki obejmującej cały materiał wykładowy; Polecane materiały i/lub źródła zamieszczane na COME. Kosmos t. 46, No 3 (1997) Zobaczyć myśl. Badania czynności mózgu, A. Wróbel i S. Kasicki (red.) Longstaff A. Neurobiologia. Krótkie wykłady. PWN, 2002. Martin G.N. Neuropsychologia., PZWL, 2001 Ramachandran V. Neuronauka o podstawach człowieczeństwa. WUW, 2012
Learning outcomes:	(in Polish) nabyta wiedza po zajęciach student zna teoretyczne podstawy i rozumie założenia bezpośrednich (np. EEG) i pośrednich (np. PET, fMRI) metod neuroobrazowania mózgu oraz metody EMG [K_W04, K_W05, K_W06, K_W08] nabyte umiejętności po zajęciach student potrafi ze zrozumieniem czytać literaturę dot. badań mózgu, może przystąpić do ćwiczeń laboratoryjnych [K_U01, K_U10, K_U16] nabyte kompetencje społeczne umiejętność uważnego słuchania innych oraz jasnego, zrozumiałego dla innych przekazywania wiedzy [K_K02, K_K07]
Assessment methods and assessment criteria:	(in Polish) Zaliczenie w formie pisemnego egzaminu testowego z wyborem, ze zrozumienia słów kluczowych. Słowa te jak również materiał wykładowy znajdują się na stronie COME. Dopuszczalna liczba nieobecności podlegających usprawiedliwieniu: 2

This course is not currently offered.

Course descriptions are protected by copyright.
Copyright by University of Warsaw.