Ment i Cervell I
Codi: 106578 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| Intel·ligència Artificial / Artificial Intelligence | FB | 2 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Margalida Coll Andreu
- Correu electrònic:
- margalida.coll@uab.cat
Equip docent
- Elena Martin Garcia
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
Aquesta assignatura no té prerequisits.
Objectius
Aquesta assignatura té per objectiu general que els estudiants comprenguin el funcionament del sistema nerviós i les bases neurals dels processos cognitius, així com les interelacions bidireccionals entre la neurociència i la intel·ligència artificial. Per tal que això sigui possible, els objectius específics són:
1. Conèixer i comprendre els fonaments anatòmics, cel·lulars i moleculars del processament d'informació en el sistema nerviós.
2. Entendre els mecanismes de plasticitat en el sistema nerviós, des del nivell sinàptic fins a la reorganització funcional multimodal vinculada a l'experiència.
3. Conèixer i comprendre les bases neurals del processament d'informació sensorial a diversos nivells del sistema nerviós.
4. Conèixer i comprendre les bases neurals de l'aprenentatge i la memòria, i de les emocions.
5. Conèixer les principals tècniques de registre i estimulació de l'activitat neural i identificar aplicacions pràctiques basades en la intel·ligència artificial.
Competències
- Actuar en l’àmbit de coneixement propi avaluant les desigualtats per raó de sexe o gènere.
- Comunicar-se de manera efectiva, tant oralment com per escrit, utilitzant adequadament els recursos comunicatius necessaris i adaptant-se a les característiques de la situació i de l’audiència.
- Identificar, comprendre i analitzar les característiques fonamentals dels processos cognitius humans i de les seves bases neurals, i relacionar-los amb els processos dels sistemes intel·ligents automàtics.
- Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins de la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes destacats d'índole social, científica o ètica.
- Treballar de manera autònoma, amb responsabilitat i iniciativa, planificant i gestionant el temps i els recursos disponibles i adaptant-se a les situacions imprevistes.
Resultats d'aprenentatge
- Analitzar les desigualtats per raó de sexe o gènere i els biaixos de gènere en l’àmbit de coneixement propi.
- Comprendre els mecanismes de processament d’informació a nivell sinàptic i de sistemes neurals.
- Comunicar-se de manera efectiva, tant oralment com per escrit, utilitzant adequadament els recursos comunicatius necessaris i adaptant-se a les característiques de la situació i de l’audiència.
- Conèixer la neurobiologia de l’audició i comprendre’n les implicacions i aplicacions en l’àmbit de la intel·ligència artificial.
- Conèixer la neurobiologia dels sistemes somestèsics i comprendre’n les implicacions i aplicacions en l’àmbit de la intel·ligència artificial.
- Conèixer les principals tècniques de registre de la percepció en el nivell conductual i cognitiu (psicofísica), i entendre’n la utilitat i limitacions.
- Conèixer les principals tècniques de registre i estimulació de l’activitat neural i entendre’n la utilitat i limitacions.
- Identificar les principals característiques anatòmiques i histològiques del sistema nerviós, així com les bases cel·lulars, moleculars i electrofisiològiques de la transmissió sinàptica química.
- Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins de la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes destacats d'índole social, científica o ètica.
- Relacionar els diferents mecanismes i tipus de plasticitat sinàptica amb la plasticitat cognitiva i conductual, i de manera particular amb l’aprenentatge i la memòria.
- Treballar de manera autònoma, amb responsabilitat i iniciativa, planificant i gestionant el temps i els recursos disponibles i adaptant-se a les situacions imprevistes.
Continguts
1.Introducció: La interelació entre neurociències i intel·ligència artificial
- Intel·ligència artificial bioinspirada
- Aplicacions de la intel·ligència artificial a la neurociència i a l’estudi de la conducta i les funcions mentals.
2. Estructura i funció del sistema nerviós: Nivells molecular, cel·lular i sinàptic
2.1. Les cèl·lules del sistema nerviós
2.2. Potencial de membrana, potencial d’acció i transmissió sinàptica.
2.3. Mecanismes de plasticitat sinàptica.
2.4. Xarxes neuronals biològiques.
3. Estructura i funció del sistema nerviós: nivell de sistemes.
3.1. Principals divisions del sistema nerviós i la seva organització.
4. Tècniques de registre i d'estimulació de l'activitat neural
4.1. Tècniques electrofisiològiques d’estimulació i registre de poblacions neuronals i de neurones individuals
4.2. Tècniques d’imatge de calci
4.3. Optogenètica
4.4. Neuroimatge estructural i funcional.
4.5. Interfícies neurals
5. Com el cervell percep el mon.
5.1. Organització general dels sistemes sensorials
5.2. Transducció i codificació en els sistemes somatosensorials
5.3. Transducció i codificació en el sistema auditiu
6. Com el cervell aprèn, recorda i oblida
6.1. Sistemes cerebrals de la memoria: Bases neurals dels sistemes implícit i explícit
6.2. Record, extinció, oblit i plasticitat sinàptica
7. Bases biològiques de les motivacions i les emocions
7.1. Components deles emocions
7.2. Bases neurals de la comprensió i l'expressió de les emocions
7.3. El sistema neural del reforç i les seves alteracions. Les addicions
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes magistrals | 24 | 0,96 | 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10 |
| Pràctiques d'aula | 22 | 0,88 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
| Pràctiques de laboratori | 4 | 0,16 | 2, 3, 8, 9 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Tutories (individuals i en grup) | 20 | 0,8 | 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi | 50 | 2 | 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11 |
| Treball en equip | 21 | 0,84 | 3, 9, 11 |
En aquesta assignatura, es permet l'ús de tecnologies d'Intel·ligència Artificial (IA) com a part integrant del desenvolupament del treball, sempre que el resultat final reflecteixi una contribució significativa de l'estudiant en l'anàlisi i la reflexió personal. L'estudiant haurà d'identificar clarament quines parts han estat generades amb aquesta tecnologia, especificar les eines emprades i incloure una reflexió crítica sobre com aquestes han influït en el procés i el resultat final de l’activitat. La no transparència de l’ús de la IA es considerarà falta d'honestedat acadèmica i pot comportar una penalització en la nota de l'activitat, o sancions majors en casos de gravetat.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, perquè els alumnes completin les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Evidència 1. Lliurament d'activitats de seguiment | 30% | 4 | 0,16 | 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11 |
| Evidència 2. Treball en equip basat en articles científics | 20% | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11 |
| Evidència 3. Examen parcial | 15% | 1 | 0,04 | 2, 6, 7, 8 |
| Evidència 4. Examen final | 35% | 2 | 0,08 | 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10 |
L’avaluació d’aquesta assignatura es farà de manera continuada i té una funció clarament formativa.
Las competències d’aquesta assignatura s’avaluaran mitjançant: activitats de seguiment, presentacions en equip i exàmens.
Les evidències d’aprenentatge que els/les estudiants hauran de lliurar faran referència als continguts i competències que s’hagin treballat a les classes teòriques, seminaris i pràctiques de laboratori.
El sistema d’avaluació s’organitza en quatre evidències, cada una de les quals té un pes específc en la nota final:
- Evidència 1. Treball continuat a partir de diversos exercicis que es realitzaran al llarg del semestre. Alguns dels exercicis es faran a l’aula i altres de manera autónoma. Així mateix, alguns exercicis es realitzarn de manera individual i altres en equip: 30%.
Retorn a través de Moodle o en tutories a mesura que es van realitzant les activitats.
- Evidència 2. Presentació i defensa orals d’un treball en equip basat en articles científics: 20%.
Retorn a través de Moodle o en tutories les setmanes 15 i 16.
- Evidència 3. Examen parcial, que es realitzarà a la meitat del semestre: 15%.
Retorn mitjançant tutories després de la publicació de les notes.
- Evidència 4. Examen final, que es realitzarà al final del semestre i inclourà continguts de tota la matèria: 35%.
Retorn mitjançant tutories després de la publicació de les notes.
Assignatura superada
Es considera que un/a estudiant ha superat l'assignatura quan compleixi les dues condicions següents:
a) Hagi obtingut una qualificació mínima de 5 punts (sobre 10) en l'avaluació continuada,
b) Hagi obtingut una puntuació mínima de 4.5 punts (sobre 10) en l'evidència 4.
Si no es compleixen aquestes dues condicions, la qualificació a l'expedient acadèmic serà la suma ponderada de les qualificacions de les quatre evidències si aquesta suma és menor o igual a 4,5, i 4,5 en cas contrari (per tant, la qualificació màxima disponible per als estudiants que no compleixin els dos criteris serà 4,5).
S'assignarà la qualificació de "matrícula d'honor" al 5% dels estudiants matriculats amb la millor nota, sempre i quan aquesta nota sigui 9 o superior.
Recuperació:
Per tal que l’alumnat pugui optar a la recuperació, cal que:
• No hagi assolit els criteris establerts per superar l’assignatura i que tingui una qualificació major o igual a 3.5 punts. És a dir, la nota final ha de ser inferior a 5 i major o igual a 3.5 punts.
• Hagi estat prèviament avaluat en un conjunt d’activitats el pes de les quals equivalgui a un mínim de 2/3 parts de la qualificació total de l’assignatura.
- Prova de recuperació:
• Prova individual i escrita.
• Preguntes obertes de tots els continguts de l’assignatura.
• Realització durant el període de recuperacions en les dates que estableixi la facultat de manera presencial.
• La superació d’aquesta prova (mínim 5 punts sobre 10) permetrà superar l’assignatura amb una nota final de 5.
No avaluable:
Aquells/aquelles estudiants que hagin lliurat evidències amb un pes inferior al 40% de la nota de l’assignatura tindran la qualificació de “No avaluable”.
AVALUACIÓ ÚNICA
Aquesta assignatura no preveu el sistema d'avaluació única.
Bibliografia
Llibres i articles
Carlson, N.R.; Birkett, M.A. (2017). Physiology of Behavior, Global edition. Pearson Education (versió en paper i versió online disponibles a la biblioteca).
Cohen Y, Engel TA, Langdon C, Lindsay GW, Ott T, Peters MAK, Shine JM, Breton-Provencher V, Ramaswamy S. Recent Advances at the Interface of Neuroscience and Artificial Neural Networks. J Neurosci. 2022 Nov 9;42(45):8514-8523. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1503-22.2022.
Jeon I, Kim T. Distinctive properties of biological neural networks and recent advances in bottom-up approaches toward a better biologically plausible neural network. Front Comput Neurosci. 2023 Jun 28;17:1092185. doi: 10.3389/fncom.2023.1092185
Pàgines web
https://www.ebrains.eu/
Grups i idiomes de l'assignatura
La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre de 2025. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d’aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura
| Nom | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 711 | Anglès | primer quadrimestre | tarda |
| (PLAB) Pràctiques de laboratori | 711 | Anglès | primer quadrimestre | matí-mixt |
| (PLAB) Pràctiques de laboratori | 712 | Anglès | primer quadrimestre | matí-mixt |
| (TE) Teoria | 71 | Anglès | primer quadrimestre | tarda |