Cursus Brain Computer Interface

Les 1 • Overzicht van BCI-systeemarchitectuur

Introduceert de signaalacquisitie-, verwerkings- en uitvoercomponenten van een BCI-pipeline. Zet het volledige systeemoverzicht uiteen dat studenten gedurende de cursus zullen opbouwen.

Les 2 • Neurowetenschappelijke basis voor BCI

Behandelt neuronale communicatie, hersengebieden en elektrofysiologie die relevant zijn voor BCI-ontwerp. Verbindt biologische signaalbronnen met meetbare elektrische activiteit.

Les 3 • BCI-toepassingsdomeinen

Overziet motorherstel, communicatie, neurorevalidatie en consumententoepassingen van BCI. Motiveert technisch leren door concepten te verbinden met praktijkimpact.

Les 1 • Grondbeginselen van elektro-encefalografie

Legt EEG-elektrodeplaatsing, dopensystemen en signaalgeneratie uit. Vestigt EEG als de primaire niet-invasieve modaliteit die gedurende de cursus wordt gebruikt.

Les 2 • Hardware-opstelling en -kalibratie

Begeleidt praktische configuratie van acquisitiesystemen voor betrouwbare gegevensverzameling. Koppelt hardwarekennis aan reproduceerbare experimentele protocollen.

Les 3 • Invasieve opnametechnieken

Behandelt elektrocorticografie en intracorticale micro-elektrodearrays voor hoge-resolutie-opname. Contrasteert invasieve signaalkwaliteit met niet-invasieve toegankelijkheid.

Les 4 • Functionele neuroimaging voor BCI's

Introduceert fMRI, fNIRS en MEG als complementaire acquisitiemodaliteiten. Benadrukt ruimtelijke resolutievoordelen en praktische implementatiebeperkingen.

Les 1 • Digitale filtertechnieken

Behandelt banddoorlaat-, notch- en hoogdoorlaatfilters voor het isoleren van neurale frequentiebanden. Gaat direct in op netspannings- en driftartefacten die in Hoofdstuk 2 zijn geïntroduceerd.

Les 2 • Epoch-segmentatie en -verwijdering

Segmenteert continue opnames in taak-uitgelijnde epochs en verwijdert slechte trials. Zorgt ervoor dat stroomafwaartse kenmerkextractie op geldige gegevenssegmenten werkt.

Les 3 • Herreferentiëringsstrategieën

Legt gemiddelde referentie, gelinkte mastoïden en Laplacian-ruimtelijke filters uit. Toont hoe referentiekeuze de signaaltopografie en BCI-prestatie beïnvloedt.

Les 4 • Basislijncorrectie en normalisatie

Past pre-stimulus basislijnaftrekking en z-score-normalisatie toe over epochs. Standaardiseert signaalamplitude voor consistente kenmerkextractie.

Les 1 • Ruimtelijke filtering voor kenmerkverbetering

Gebruikt common spatial patterns en beamforming om de klasse-discrimineerbaarheid te maximaliseren. Breidt herreferentiëringsconcepten uit naar gesuperviseerde ruimtelijke optimalisatie.

Les 2 • Tijddomein kenmerkextractie

Leidt amplitude, helling en event-related potential kenmerken af uit EEG-epochs. Stelt de eenvoudigste kenmerkset vast voordat spectrale methoden worden geïntroduceerd.

Les 3 • Spectrale en tijd-frequentieanalyse

Berekent vermogensspectrale dichtheid en tijd-frequentierepresentaties van neurale signalen. Legt oscillerende dynamiek vast die relevant is voor motor imagery en aandacht-BCI's.

Les 4 • Kenmerkselectie en dimensionaliteitsreductie

Past filter-, wrapper- en embeddingmethoden toe om de meest informatieve kenmerken te selecteren. Voorkomt overfitting door hoogdimensionale kenmerkvectoren te reduceren.

Les 1 • Prestatie-evaluatiemetingen

Meet nauwkeurigheid, ITR, kappa en ROC-AUC voor rigoureuze BCI-systeemevaluatie. Koppelt classifier-output aan real-world communicatiedoorvoer.

Les 2 • Klassieke machine learning classifiers

Past LDA, SVM en k-NN toe op BCI-kenmerkvectoren met kruisvalidatie. Biedt baseline decoderingsprestaties voordat geavanceerde modellen worden geïntroduceerd.

Les 3 • Deep learning voor BCI-decodering

Implementeert CNN's, RNN's en EEGNet-architecturen voor end-to-end BCI-decodering. Benut ruwe of minimaal verwerkte signalen om ruimtelijk-temporele patronen te leren.

Les 4 • Adaptieve en online classificatie

Werkt classifiers in realtime bij om niet-stationariteit en sessiedrift te verwerken. Bereidt studenten voor op implementatie in live BCI-systemen.

Les 1 • Motor Imagery BCI-paradigma

Ontwerpt cue-gebaseerde motor imagery protocollen en integreert CSP-LDA-decoderingpijplijnen. Past kenmerkextractie en -classificatie toe in een compleet paradigma.

Les 2 • P300 Speller-paradigma

Implementeert de row-column oddball-matrix en xDAWN-LDA-decodering voor tekstinvoer. Demonstreert event-related potential paradigma-ontwerp en middelingstechnieken.

Les 3 • Hybride en passieve BCI-paradigma's

Combineert meerdere paradigma's of gebruikt passieve monitoring om de robuustheid te verbeteren. Breidt kennis van enkelvoudige paradigma's uit naar multi-modale en impliciete BCI-ontwerpen.

Les 4 • Real-time BCI-softwareframeworks

Configureert open-source BCI-platforms voor stimuluspresentatie, acquisitie en decodering. Integreert alle pijplijncomponenten in een inzetbaar real-time systeem.

Les 1 • Langzame corticale potentialentraining

Traint vrijwillige controle van slow cortical potential verschuivingen voor communicatie en zelfregulatie. Demonstreert DC-gekoppelde versterkingsvereisten en lange-latentie feedback.

Les 2 • Evaluatie van neurofeedbackresultaten

Beoordeelt gedrags-, neurofysiologische en klinische uitkomsten van neurofeedbackinterventies. Past rigoureuze evaluatiemethoden toe om echt leren van artefacten te onderscheiden.

Les 3 • Closed-loop neurostimulatie

Integreert transcraniële stimulatie die wordt geactiveerd door gedecodeerde hersentoestanden voor bidirectionele modulatie. Breidt closed-loop concepten uit van feedbackdisplays tot actieve interventie.

Les 4 • Principes van neurofeedback

Legt operante conditionering van neurale oscillaties en het feedbackloopmechanisme uit. Baseert neurofeedbackontwerp op leertheorie en neuroplasticiteit.

Les 1 • Regelgevende trajecten voor BCI-apparaten

Navigeert door medische apparaatclassificatie, veiligheidstesten en goedkeuringsprocessen voor implanteerbare en niet-invasieve BCI's. Koppelt technisch ontwerp aan nalevingsvereisten.

Les 2 • Ethiek, privacy en geïnformeerde toestemming

Onderzoekt neuro-ethische principes, gegevensprivacyverplichtingen en toestemmingskaders voor BCI-onderzoek en -producten. Zorgt ervoor dat afgestudeerden ethische redenering toepassen op systeemontwerp.

Les 3 • Lange-termijn BCI-betrouwbaarheid en -onderhoud

Behandelt signaaldrift, elektrodeafbraak en modelherkalibratie bij langdurig gebruik. Bereidt studenten voor op het handhaven van BCI-prestaties na initiële implementatie.

Les 4 • Omgaan met gebruikersvariabiliteit en non-responders

Analyseert bronnen van inter-subjectvariabiliteit en strategieën om BCI-prestaties voor alle gebruikers te verbeteren. Bouwt voort op adaptieve classificatie om het BCI-geletterdheidsprobleem aan te pakken.