Neuroinformatika
Neuroinformatika je vědní obor, zabývající se zpracováním a analýzou dat z oblasti neurověd za pomoci prostředků informatiky. Aplikací analytických a výpočetních metod jsou z dat získávány nové poznatky o funkci nervového systému, mechanizmech neurologických onemocnění atd.
Prolínání výzkumu v oblasti neurověd a informatiky je oboustranně přínosné, neboť jedné straně přináší nové - jinak obtížně získatelné - poznatky o fungování mozku, na straně druhé pak rozvoj a vývoj výpočetních metod pro analýzy a modelování.
Kromě samotné datové analýzy se neuroinformatika dále zabývá problematikou získávání, předzpracování a skladování dat, vytvářením datových úložišť a jejich integrací.
Typické úlohy Neuroinformatiky
Spike sorting
Jednou ze základních úloh neuroinformatiky je analýza aktivity nervových buněk (neuronů), zaznamenaná pomocí mikroelektrod. Takový záznam obsahuje součet aktivity (akčních potenciálů) několika neuronů v bezprostředním okolí elektrody a velké množství šumu. Cílem spike-sortingu je jednak odlišit v záznamu hodnotný signál od šumu a dále roztřídit aktivitu k jednotlivým neuronům. To se obvykle provádí na základě tvaru jednotlivých akčních potenciálů a výsledkem je pak série časových údajů, odpovídajících okamžikům aktivity (tzv. "pálení") jednotlivých neuronů.
Související obory
Jakožto mezioborová disciplína souvisí neuroinformatika s řadou oborů. Mezi jinými to jsou:
Vědecké časopisy
- Neuroinformatics Cílem časopisu je podpora rozvoje a šíření výpočetních metod v oblasti výzkumu nervového systému
- Frontiers in Neuroinformatics volně přístupný časopis, věnující se všem odvětvím Neuroinformatiky
- Journal of Computational Neuroscience
- Neural Computation
- Journal of Integrative Neuroscience
- Neuron
Neuroinformatika v České republice
Vědecké týmy a projekty
Výzkumu v oblasti neuroinformatiky se věnují následující pracoviště:
- Katedra kybernetiky Fakulty elektrotechnické na ČVUT v Praze [1]
- Ústav informatiky AV ČR[2]
Neuroinformatika na českých vysokých školách
Studium neuroinformatiky zahrnují následující studijní programy:
- Fakulta elektrotechnická ČVUT nabízí obor Biomedicínská informatika v rámci programu Biomedicínské inženýrství a informatika [3]
- Fakulta aplikovaných věd ZČU nabízí obor Medicínská informatika Archivováno 17. 1. 2019 na Wayback Machine. v rámci programu Inženýrská informatika
Reference
- ↑ hluboké mozkové stimulace, Grant AV ČR, Informační systém výzkumu, experimentálního vývoje a inovací. www.isvav.cz [online]. [cit. 2011-01-19]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2016-03-14.
- ↑ Neuroinformatika: výpočetní teorie neuronových sítí, Grant AV ČR, Informační systém výzkumu, experimentálního vývoje a inovací[nedostupný zdroj]
- ↑ Biomedicína - Biomedicínské Inženýrství a Informatika na FEL ČVUT Praha. biomedicina.fel.cvut.cz [online]. [cit. 2011-01-19]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2011-01-14.
Literatura
- Neuroinformatics: An Overview of the Human Brain Project (Progress in Neuroinformatics Research Series) by Stephen H. Koslow and Michael F. Huerta,
- Computing the Brain: A Guide to Neuroinformatics by Michael A. Arbib and Jeffrey S. Grethe,
- Databasing the Brain: From Data to Knowledge (Neuroinformatics) by Steven H. Koslow and Shankar Subramaniam,
- Brain Mapping: The Methods, Second Edition by Arthur W. Toga and John C. Mazziott,
- Neuroscience Databases: A Practical Guide by Rolf Kötter,
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu Neuroinformatika na Wikimedia Commons
Média použitá na této stránce
Grafy, ilustrující metodu Spike Sortingu. Horní průběh zobrazuje výřez z umělé (modelovanoé) aktivity nervové tkáně s přidaným šumem, vygenerované třemi neurony. Druhá řádka (Original) zobrazuje aktivitu původních třech generovaných neuronů. Ostatní řádky pak zobrazují výsledek jednotlivých třídích algoritmů, zpracovávajících uvedený signál (Waveclus, OnlineSort, Spike2 a KlustaKwik)