Systems Neuroscience

Studiewijzer 2016/2017

Globale inhoud

In het onderzoek naar Hersenen & Cognitie is enerzijds vanuit de biologie veel kennis vergaard over het functioneren van moleculen, receptoren en processen op celniveau; anderzijds is vanuit de psychologie veel bekend over gedrag en cognitieve processen op het niveau van het individu en van grotere hersensystemen. De verbindingen tussen dit micro- en macroniveau ontbreken echter vaak. In deze cursus staan twee benaderingen centraal om deze kloof te overbruggen met als doel deze processen op het niveau van één volledig systeem te doorgronden. De eerste (verticale integratie) onderzoekt hoe het functioneren van cellen vertaald kan worden naar processen op het niveau van groepen cellen en netwerken, die op hun beurt verklaringen bieden voor psychologische processen zoals geheugen, aandacht en emotie. De tweede benadering (horizontale integratie) bestudeert hoe functionele eenheden op hetzelfde niveau (bijv. hersengebieden) samenwerken om een bepaald cognitief proces tot stand te brengen.

Deze algemene benaderingen worden in de cursus uitgewerkt door in te gaan op zowel de "microscopische" (synapsen/single-cell) als "macroscopische" processen die te maken hebben met gedrags- en cognitieve processen die op zich al eerder in basiscursussen aan de orde zijn geweest, maar die tot nog toe niet via tussenliggende aggregatieniveaus aan elkaar werden gekoppeld. Voorbeelden van deze processen zijn perceptuele integratie van zintuiglijke informatie, motivatie, besluitvorming, geheugen, aandacht, en cognitieve controle. Qua methodes ligt de nadruk op technieken zoals afleiding van de elektrische activiteit van een enkele hersencel of zelfs een klein deel daarvan (whole-cell en single-unit recording) en groepen van cellen (ensemble recording) tijdens gedrag, manipulatie van de activiteit van specifieke typen neuronen in relatie tot gedrag (optogenetica), lesie-studies, neurologisch onderzoek naar effecten van hersenbeschadiging, en humane psychofysiologe en brain imaging technieken (bijv. EEG, MRI, en tegenwoordig zelfs single-cell technieken).

De colleges worden gegeven door verschillende docenten van de UvA die zelf onderzoek doen naar de onderwerpen die zij in de colleges behandelen. Ook zijn er een aantal onderzoekers van andere universiteiten (bijv. VU) en instituten (bijv. Nederlands Herseninstituut) als gastdocenten bij deze cursus betrokken. De colleges bieden dus naast inzicht in de materie, ook een kijkje in de keuken van het systeemonderzoek.

Naast colleges worden ook werkcolleges en werkgroepen gegeven waarin de studenten dieper op de materie in gaan aan de hand van literatuurdiscussies en presentaties.

Studiemateriaal

Overig

• Specifieke literatuur wordt bekend gemaakt via Blackboard en zal bestaan uit wetenschappelijke overzichtsartikelen die aansluiten en verdieping bieden bij de in de hoor- en werkcolleges behandelde stof.

Leerdoelen

Aan het eind van het vak kan de student:

• de relaties beschrijven tussen de verschillende aggregatieniveaus volgens welke hersenen en gedrag georganiseerd zijn (b.v. molecuul, cel, netwerk en macroscopisch hersensysteem)
• uitleggen wat de rol van samenwerking tussen hersengebieden is bij het tot stand brengen van cognitieve processen
• uitleggen op welke manier informatie in de hersenen wordt gecodeerd door neuronen en neuronale populaties
• de meest recente inzichten in de relatie tussen hersenen en cognitie beschrijven en integratieve kennis over hersenen en cognitie toepassen voor het begrijpen van hersenaandoeningen
• uitleggen wat de belangrijkste technieken en methodes om hersenfunctie op systeem-niveau te bestuderen zijn.
• de voordelen en nadelen van deze technieken en methodes beschrijven om af te wegen welke technieken en methodes geschikt of ongeschikt zijn om een vraagstuk naar hersenfuncties op systeem niveau te beantwoorden.
• literatuur uit de cognitieve neurowetenschappen kritisch kunnen lezen, en aangeven waar mogelijke valkuilen liggen m.b.t. bijvoorbeeld misinterpretaties, of methodologische problemen.
• bestudeerde literatuur en eigen kritische conclusies op een heldere en interactieve wijze aan medestudenten presenteren.

Onderwijsvormen

• Hoorcollege
• Werkcollege
• Zelfstudie
• Verdiepingscolleges
• 'Recap' colleges
• Presentaties
• Literatuur lezen
• Begeleiding/feedbackmoment
• Zelfstandig werken aan bijv. project/scriptie

De cursus bestaat uit hoorcolleges gegroepeerd in verschillende themas (bijv. perceptie en multisensorische integratie, cognitieve controle) en wekelijkse verdiepingscolleges over een moderne systems neuroscience onderzoeksmethode (bijv. tetrode metingen, DTI). De colleges worden gegeven door verschillende docentonderzoekers vanuit Biologie en Psychologie, die de nieuwste onderzoeksbevindingen en technische ontwikkelingen in hun colleges kunnen opnemen. De student krijgt zo een goed overzicht van de meest recente inzichten in de relatie tussen brein en cognitie, alsmede van de verschillende onderzoeksrichtingen op Systems Neuroscience niveau binnen de UvA. De student wordt bekend gemaakt met moderne technieken en onderzoek in Systems Neuroscience. Verdieping van de theoretische achtergrond van dit onderzoek vindt mede plaats door literatuurstudie en in zogenaamde ‘recap’ colleges.

Daarnaast wordt in werkgroepen kritisch naar de literatuur gekeken. Studenten leren hierbij over verschillende problemen die ze tegen kunnen komen bij het uitvoeren van, en lezen over neurowetenschappelijk onderzoek. Iedere student presenteert tijdens één van de werkgroepen een bestudeerd onderzoek, en belicht daarbij de mogelijke problemen in methode en interpretatie. Voorafgaand aan iedere werkgroep treden de studenten uit een werkgroep met elkaar via een blackboardopdracht in discussie. Tijdens de werkgroepen wordt verder op de gevoerde discussie ingegaan door de presenterende studenten. De werkgroepen en opdrachten worden per week ingeleid door een plenair werkcollege.

Verdeling leeractiviteiten

Aanwezigheid

Aanwezigheidseisen opleiding (OER-B):

• Deelname aan alle practica, computerpractica, veldwerk en werkcolleges in het curriculum is verplicht en de student dient zich op deze bijeenkomsten terdege voor te bereiden.
  

Aanvullende eisen voor dit vak:

Aanvullende eisen voor dit vak:

Aanwezigheid bij de hoorcolleges, en ‘recap’ colleges wordt sterk aanbevolen. We gaan ervan uit dat studenten in principe bij alle colleges aanwezig kunnen zijn, omdat de colleges NIET kunnen worden opgenomen.

Voor zowel de plenaire werkcolleges als de werkgroepen geldt een aanwezigheidsplicht. Ben je zonder bericht aan de werkgroepbegeleider afwezig bij de werkgroep, dan wordt er geen eindcijfer geregistreerd.

Toetsing

De theorie wordt na 4 en 8 weken schriftelijk getoetst in twee deeltentamens. Daarnaast worden studenten beoordeeld op hun deelname aan zowel online discussies over de literatuur die in de werkgroepen behandeld wordt, als aan hun discussie tijdens de werkgroepen. Ook geeft iedere student een presentatie tijdens de werkgroep.

De student heeft het vak behaald indien het gewogen gemiddelde van alle onderdelen minimaal een 5,5 is & de gemiddelde score van beide deeltoetsen een voldoende (minimaal 5,5) is.

Het hertentamen beslaat de gehele studiestof, en vervangt enkel de cijfers van de deeltentamens (niet van de presentatie en discussie). Hertentamen over afzonderlijke deeltentamens is niet mogelijk.

Elke deeltoets en het hertentamen bestaan uit open vragen.

Tentamens mogen niet worden meegenomen.

Inzage toetsing

De manier van inzage wordt via de digitale leeromgeving gecommuniceerd.

Kort na beide deeltentamens is er een moment waarop studenten de tentamenvragen kunnen inzien en opmerkingen over tentamenvragen kunnen melden. Datum, tijdstip en plaats worden via Blackboard gecommuniceerd. Opmerkingen zullen behandeld worden door de docenten en worden teruggekoppeld via Blackboard. Zodra de uitslag van een deeltentamen bekend is, is er een moment waarop studenten hun uitwerking van het tentamen en antwoordmodellen kunnen inzien. Datum, tijdstip en plaats worden via Blackboard gecommuniceerd.

Opdrachten

discussie opdracht

• Ter voorbereiding van iedere werkgroep wordt de literatuur voorbereid door middel van een discussie opdracht op Blackboard. Tijdens deze opdrachten moeten de studenten in interactie met elkaar kritisch kijken naar wetenschappelijke bevindingen en artikelen. Verder staat het zoeken naar de verticale lijn binnen de themas centraal, zo moeten zij bij een wetenschappelijk artikel passend in een thema, meer literatuur binnen dit thema zoeken, die hetzelfde thema op een ander niveau beschrijven; bijvoorbeeld met verschillende methoden van cognitieve psychologie tot moleculaire neurobiologie. De opdracht aan de studenten is om het grotere plaatje te zoeken dat deze studies beschrijven. Hierover zullen de studenten een presentatie geven tijdens de werkgroepen

Onderstaande opdrachten komen aan bod in deze cursus:

•    Naam opdracht 1 : beschrijving 2
•    Naam opdracht 2 : beschrijving 1
•    ....

Fraude en plagiaat

Dit vak hanteert de algemene ‘Fraude- en plagiaatregeling’ van de UvA. Onder plagiaat of fraude wordt verstaan het overschrijven van het werk van een medestudent dan wel het kopiëren van wetenschappelijke bronnen (uit bijvoorbeeld boeken en tijdschriften en van het Internet) zonder daarbij de bron te vermelden. Uiteraard is plagiaat verboden. Hier wordt nauwkeurig op gecontroleerd en streng tegen opgetreden. Bij verdenking van plagiaat wordt de examencommissie van de opleiding ingeschakeld. Wanneer de examencommissie overtuigd is dat er plagiaat gepleegd is dan kan dit maximaal leiden tot een uitsluiting van al het onderwijs van de opleiding voor een heel kalenderjaar. Zie voor meer informatie over het fraude- en plagiaatreglement van de Universiteit van Amsterdam.www.uva.nl/plagiaat

Weekplanning

Rooster

Eindtermen

Deze cursus draagt bij aan de volgende eindtermen van de opleiding Psychobiologie:

1) Kennis en Inzicht

De bachelor:

• 1b) kan de ontwikkeling en werking van het brein op alle niveaus – van molecuul tot de menselijke geest – binnen Psychobiologie, voornamelijk de deelgebieden ‘perceptie tot bewustzijn’, ‘leren en geheugen’, ‘emotie’, ‘motivatie’, ‘neuroanatomie’ en ‘neurofysiologie’ uitleggen.
• 1c) kan de pathofysiologie en bijbehorende diagnostische methoden en mogelijke therapieën uitleggen.
• 1d) kan uitleggen welke onderzoekstechnieken nodig zijn voor het ontwikkelen van kennis en dat kennis nodig is voor het ontwikkelen van onderzoekstechnieken.
• 1e) kan de kennis opgedaan bij een zelfgekozen vak uitleggen.
• 1h) kan uitleggen wat de bijdragen en beperkingen zijn van de kennis op elk niveau - van molecuul tot de menselijke geest - aan het wetenschapsgebied Psychobiologie.
• 1i) kan op alle niveaus de werking van het brein van dieren en mensen vergelijken.
• 1j) kan onderbouwen hoe de pathofysiologie bijdraagt aan het begrip van de ontwikkeling en werking van het brein op alle niveaus.
• 1k) kan grensverleggende ontwikkelingen in het wetenschapsgebied Psychobiologie herkennen.
• 1l) kan uitleggen dat een standpunt wordt beïnvloed door context.

2) Toepassen Kennis en Inzicht

De bachelor:

• 2a) kan onderbouwen welke onderzoekstechnieken nodig zijn om onderzoeksvragen binnen het wetenschapsgebied Psychobiologie te beantwoorden.
• 2j) kan redeneren en argumenteren en meerdere standpunten benoemen en onderbouwen.

3) Oordeelsvorming

De bachelor:

• 3a) kan relevante literatuur verzamelen, verwerken en interpreteren.
• 3b) kan de implicaties van onderzoeksresultaten voor de maatschappij overzien.
• 3c) kan onderzoeksresultaten binnen de Psychobiologie en/of binnen een discipline- overstijgende context interpreteren.
• 3f) kan alternatieven en tegenargumenten overwegen bij het vormen of herzien van een oordeel.

4) Communicatie

De bachelor:

• 4a) kan kennis, bevindingen en standpunten in wetenschappelijk Nederlands en Engels schriftelijk rapporteren en mondeling presenteren.
• 4b) kan een bijdrage leveren aan wetenschappelijke discussies.
• 4c) kan op basis van begrip en respect communiceren.
• 4d) kan onderzoeksgegevens communiceren volgens de regels van wetenschappelijke integriteit.
• 4e) kan een standpunt overbrengen.
• 4f) kan relevante literatuur verzamelen, verwerken en interpreteren.

5) Leervaardigheden

De bachelor:

• 5a) kan een zelfstandige en wetenschappelijke werkwijze en houding ontwikkelen.
• 5b) kan zich zelfstandig kennis eigen maken.
• 5c) kan nieuwe kennis integreren met aanwezige kennis en tot inzichten komen.
• 5d) kan een constructieve en synergetische manier van samenwerken ontwikkelen.
• 5e) kan zich in een zelfgekozen deelgebied verdiepen of verbreden.
• 5g) kan feedback geven en verwerken.
• 5j) kan geleerde principes generaliseren en toepassen in een andere context.

Aanvullende informatie

Het bijwonen van de werkgroepen en werkcolleges is verplicht. We gaan ervan uit dat studenten in principe bij alle colleges aanwezig kunnen zijn, omdat de colleges niet kunnen worden opgenomen.

Sommige hoorcolleges worden in het engels gegeven.

Zie studiewijzer voor nadere informatie.

Capaciteit: Max. 100 deelnemers

Contactinformatie

Coördinator

• dr. Heleen Slagter