Exploring the Impact of Electrical Stimuli on Neuronal Network Activity in Brain-Machine Interfaces

הרקע לפרויקט:

התקשורת בין נוירונים מתרחשת באמצעות סיגנלים חשמליים, וזו למעשה אחראית על כל התפקודים העצביים. לכן, הבנת ההשפעה של גירויים חשמליים שונים על הפעילות החשמלית של רשת נוירונים מהווה אבן דרך בהבנתנו את המוח האנושי ואת תהליכי החשיבה המתרחשים בו. בנוסף, הבנה זו עשויה לאפשר לנו להבין טוב יותר מה עומד בבסיס מחלות נוירודגנרטיביות שונות וכן לשלוט בפעילות הנוירונים ולהשפיע עליה ובכך לטפל בעתיד בהפרעות נוירולוגיות.

מטרת הפרויקט:

במסגרת הפרויקט נשתמש בהקלטות של הפעילות החשמלית של תרביות נוירונים (תאי קורטקס של עכברים) שמגורות בגירויים חשמליים שונים וננתח אותן. הפרויקט יכלול כתיבת קוד של חילוץ וניתוח המידע מההקלטות ואנליזות שלהן בפייתון. בנוסף, ננסה לראות האם ניתן להבחין בהשפעת הגירויים החשמליים על הפעילות, ואף ננקה את הגירויים מההקלטה כך שנוכל לקבל את הדאטה של הפעילות החשמלית עצמה ולבחון אותו.

תכולת הפרויקט:

• הסטודנטים ילמדו על הסיגנלים שמתקבלים בהקלטות חוץ תאיות
• הסטודנטים יפתחו קוד לעיבוד של הדאטה ולחילוץ וניתוח המידע מהקלטות הפעילות החשמלית בתנאים שונים
• הסטודנטים יבחנו את השפעת הגירויים החשמליים על הפעילות הנוירונלית, תוך ניקוי המידע הלא רלוונטי מההקלטות

קורסי קדם:

• מבוא לביולוגיה של התא או פיזיולוגיה חישובית

דרישות נוספות:

• כל ידע בניתוח נתונים, תכנות בMATLAB ו python- יתרון

מקורות:

1. Kagan, B. J., Kitchen, A. C., Tran, N. T., Habibollahi, F., Khajehnejad, M., Parker, B. J., ... & Friston, K. J. (2022). In vitro neurons learn and exhibit sentience when embodied in a simulated game-world. Neuron, 110(23), 3952-3969.‏
2. Wagenaar DA, Pine J, Potter SM. Effective parameters for stimulation of dissociated cultures using multi-electrode arrays. J Neurosci Methods. 2004;138(1-2):27-37. doi:10.1016/j.jneumeth.2004.03.005