93921 - NEUROROBOTICS AND NEUROREHABILITATION

Anno Accademico 2022/2023

  • Docente: Cristiano Cuppini
  • Crediti formativi: 9
  • SSD: ING-INF/06
  • Lingua di insegnamento: Inglese
  • Moduli: Cristiano Cuppini (Modulo 1) Sabato Mellone (Modulo 2)
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
  • Campus: Cesena
  • Corso: Laurea Magistrale in Biomedical Engineering (cod. 9266)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente: - conosce i principali metodi della neuroingegneria volti allo sviluppo dell’interazione tra macchine intelligenti e sistema neurale; - conosce i principali approcci in ambito neurorobotico e neuroriabilitiativo; - conosce i sistemi brain-inspired ed i dispositivi che sfruttano l’interazione tra corpo, cervello e macchina per il recupero di abilità motorie o cognitive.

Contenuti

Contenuti

Modulo 1

Principi della neuroriabilitazione cognitiva. La neuroplasticità e metodi di compensazione in neuroriabilitazione. Principi per la valutazione dei training per la riabilitazione cognitiva e principali fattori che ne determinano l’esito finale. Approcci riabilitativi per i deficit cognitivi più comuni.

Modelli per l'integrazione sensomotoria e neuroscienze computazionali del controllo motorio. Apprendimento motorio, adattamento e riapprendimento dopo un danno cerebrale. Modelli di sistema di controllo motorio e integrazione sensomotoria. Basi neurali per il controllo motorio nell'uomo. Riapprendimento motorio dopo danno cerebrale: problematiche neuroriabilitative.

Neurorobotica e Stimolazione Elettrica Funzionale. Robotica in riabilitazione: introduzione e strategie di controllo; neuroriabilitazione del linguaggio mediante terapia robotica; neuro-robots per trattamenti riabilitativi di bambini con disturbi dello spettro autistico. Stimolazione Elettrica Funzionale in neuroriabilitazione: problematiche di bioingegneria. Applicazioni in riabilitazione.

Modulo 2

Interfacce uomo-macchina per ripristinare la comunicazione e la mobilità. BCI invasive e non invasive; imaging e biomarcatori cerebrali, progettazione dell'interfaccia uomo-macchina, interpretazione del parlato, immaginazione motoria ed esecuzione di compiti motori, mindfulness, neurofeedback, fattori umani ed ergonomia.

Testi/Bibliografia

Testi/Bibliografia

Stuss, D. T., Winocur, G., & Robertson, I. H. (Eds.). (2010). Cognitive Neurorehabilitation. Evidence and Application. Cambridge University Press.

Reinkensmeyer, D. J., & Dietz, V. (Eds.). (2016). Neurorehabilitation technology. New York: Springer.

Dimitrousis, C., Almpani, S., Stefaneas, P., Veneman, J., Nizamis, K., & Astaras, A. (2020). Neurorobotics: Review of Underlying Technologies, Current Developments and Future Directions. Neurotechnology: Methods, advances and applications

Farina, D., Jensen, W., & Akay, M. (Eds.). (2013). Introduction to neural engineering for motor rehabilitation (Vol. 40). John Wiley & Sons.

Other textbooks:

Dietz, V., & Ward, N. (Eds.). (2015). Oxford textbook of neurorehabilitation. Oxford University Press, USA.

Artemiadis, P. (Ed.). (2014). Neuro-robotics: From brain machine interfaces to rehabilitation robotics (Vol. 2). Springer.

Metodi didattici

Il corso si articolerà in lezioni in aula, durante le quali il docente illustrerà gli argomenti oggetto del corso e discuterà i più recenti articoli scientifici in ambito neuroriabilitativo per aiutare gli studenti a familiarizzare con i più attuali metodi sviluppati in tale ambito e ad analizzare articoli scientifici di settore. Saranno svolte esperienze di laboratorio (obbligatorie per gli studenti) per consentire l'acquisizione di contenuti pratici da parte degli studenti e verranno proposti seminari tenuti da esperti del settore.

In considerazione della tipologia di attività e dei metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede la preventiva partecipazione di tutti gli studenti ai Moduli 1 e 2 di formazione sulla sicurezza nei luoghi di studio, [https://elearning-sicurezza.unibo.it/] in modalità e-learning

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Valutazione scritta per il Modulo 2 (domande a risposta multipla e domande aperte) e prova orale Modulo 1 e Modulo 2.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, appunti, proiettore, dispense, Laboratorio di Ingegneria Biomedica.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Cristiano Cuppini

Consulta il sito web di Sabato Mellone

SDGs

Salute e benessere Imprese innovazione e infrastrutture Ridurre le disuguaglianze

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.