CloseHelpPrint
Kies de Nederlandse taal
Course module: 202000851
202000851
The balancing Brain
Course info
Course module202000851
Credits (ECTS)15
Course typeStudy Unit
Language of instructionDutch
Contact persondr.ir. J.R. Buitenweg
E-mailj.r.buitenweg@utwente.nl
Lecturer(s)
Lecturer
dr.ing. M. Asseln
Contactperson for the course
dr.ir. J.R. Buitenweg
Lecturer
dr.ir. J. Rouwkema
Lecturer
Y. Wang
Lecturer
dr. S.U. Yavuz
Academic year2021
Starting block
2B
Application procedureYou apply via OSIRIS Student
Registration using OSIRISYes
Aims
De kennis en vaardigheden die in deze module centraal staan zijn samengevat in de volgende vakinhoudelijke, integratieve  en academische leerdoelen:

•       Neurofysiologie: De student kan basale neurofysiologische en anatomische begrippen en mechanismen
        uitleggen, waaronder mechanismen van het motorisch systeem en sturing van de spieren, codering van
        sensorische informatie in het vestibulair, visueel en auditief systeem en mechanismen van sensorische en
        motorische integratie.
•       Mechanica: De student kan op basis van de wetten van Newton mathematische bewegingsvergelijkingen
        opstellen voor puntmassa’s en starre lichamen, het mechanisch gedrag van een veer of een demper
        beschrijven en in samenhang met één of meerdere Vrije Lichaams Schetsen (een deel van) het menselijk
        lichaam modelleren.
•       Medische Elektronica: De student kan elektrische netwerken met meerdere stroom- en spanningsbronnen,
        passieve elementen en versterkers analyseren en beschrijven in het Laplace domein, kan de wijze waarop
        bioelektrische verschijnselen gemeten worden uitleggen vanuit  netwerkanalytisch perspectief, kan de
        signaal/ruis eigenschappen van de bioelektrische meetomgeving bepalen en kan aangeven welke eisen
        gesteld moet worden aan een meetketen waarmee elektrofysiologische signalen worden geobserveerd.
•       Biomedische Regelsystemen: Student kan een lineair eerste of tweede orde open-lus of teruggekoppeld
        dynamisch systeem representeren met een differentiaalvergelijking, overdrachtsfunctie, polen/nulpunten en
        toestandsbeschrijving, het gedrag van dit systeem op een computer simuleren en de stabiliteit en
        dynamica van dit systeem analyseren.
•       Project – Integratie vakdomeinen: De student kan neurofysiologische, biomechanische en
        systeemtheoretische aspecten benoemen van een zelf geobserveerd fenomeen met betrekking tot
        menselijke bewegingssturing, kan essentiële mechanismen met mathematische vergelijkingen representeren
        in een model en kan verschillen en overeenkomsten tussen experimentele resultaten en model simulaties
        kritisch evalueren.
•       Project - Academische vaardigheden: De student kan een wetenschappelijk fenomeen door ontwikkeling
        en uitvoering van een experimenteel protocol observeerbaar maken, kan dit met behulp van modelvorming
        verklaren in termen van onderliggende mechanismen, kan hierover schriftelijk en mondeling
        wetenschappelijk overtuigend communiceren en kan een eigen mening vormen en verwoorden over
        onderzoeksbevindingen van anderen.

Deze leerdoelen worden in de modulehandleiding nader gespecificeerd
Content
In dit kwartiel staat de menselijke bewegingssturing centraal en in het bijzonder de handhaving van balans tijdens staan. Bij bewegingen van het menselijk lichaam is voortdurend sprake van sturing door het centraal zenuwstelsel, op basis van sensorische informatie uit het lichaam zelf en vanuit de omgeving. Bewegingen worden niet alleen vooraf gepland en aangestuurd, ook tijdens bewegingen worden stuursignalen aangepast om bewegingsdoelen te realiseren en verstoringen te corrigeren. Menselijke bewegingssturing kan daarom beschouwd worden als een gesloten regelsysteem waarin neurofysiologische en biomechanische werkingsprincipes een rol spelen.

Het kwartiel is opgebouwd uit een onderzoeksproject en verschillende ondersteunende vakken. Het onderzoeksproject is gericht op het bouwen van een mathematisch model waarmee menselijke bewegingssturing verklaard kan worden op basis van onderliggende mechanismen zoals sensorische informatie verwerking, spieractivatie, en spier-skelet mechanica. In de ondersteunende vakken – neurofysiologie, mechanica, biomedische regelsystemen en medische elektronica – worden de benodigde kennis en vaardigheden aangeboden om dit model te bouwen en te valideren middels experimenten.

In het project wordt tevens aandacht besteed aan academische vaardigheden op het gebied van wetenschappelijk onderzoek en wetenschappelijke communicatie. Studenten maken kennis met het schrijven van wetenschappelijke onderzoeksvoorstellen en artikelen en met het schrijven en ontvangen van peer review.
Assumed previous knowledge
Verplichte voorkennis: Wiskunde ‘Signalen en Systemen’, aangeboden in kwartiel 7 (BMT2.3)
Module
Module 8
Participating study
Bachelor Biomedical Engineering
Required materials
-
Recommended materials
Book
Purves (ed.), “Neuroscience" , 5e editie. ISBN 978-0-87893-695-3, sites.sinauer.com/neuroscience5e. (Oudere edities ook bruikbaar)
Book
Wilki et al.: “Control Engineering: An introductory course” https://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=nlebk&AN=78765&site=ehost-live
Book
Khoo, M. C. K. (2017). Physiological control systems : analysis, simulation, and estimation (Second, Ser. Ieee press series on biomedical engineering). Wiley-IEEE Press. https://doi.org/10.1002/9781119058786
Book
Douglas C. Giancoli: Physics for Scientists & Engineers, 4th Ed., Pearson Education Inc., Pearson Prentice Hall, 2008 (?), ISBN 0-13-232110-6
Instructional modes
Lecture
Presence dutyYes

Project supervised
Presence dutyYes

Self study without assistance
Presence dutyYes

Tutorial
Presence dutyYes

Tests
Project: The balancing Brain

Mechanics

Biomedical control System

Medical Electronics

Neurophysiology

CloseHelpPrint
Kies de Nederlandse taal