Moses - Brain-Computer Interfacing

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Modul / Version
#40362 / #7

Gültigkeit
WiSe 2021/22 - SoSe 2022

Verfügbare Sprache(n)
Englisch

Titel des Moduls
Brain-Computer Interfacing

Leistungspunkte
9

Modulverantwortliche*r
Blankertz, Benjamin

Benotung
Benotet

Prüfungsform
Portfolioprüfung

Lehrsprache(n)
Englisch

Zugehörigkeit

Fakultät
Fakultät IV

Institut
Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik

Fachgebiet
34355200 FG S-Professur Neurotechnologie

Prüfungsausschuss
Keine Angabe

Kontakt

Sekretariat
MAR 4-3

Ansprechpartner*in
Wagner vom Berg, Gabriel Leander

E-Mail-Adresse
contact@neuro.tu-berlin.de

Webseite

https://www.tu.berlin/neuro/studium-lehre/lehrveranstaltungen

Diese Modulbeschreibung ist nicht oder nicht vollständig auf deutsch hinterlegt.

Es wird auf Wunsch trotzdem der Inhalt der unvollständigen Spracheversion angezeigt.

Diese Modulbeschreibung gilt nicht im aktuellen Semester.

Die Modulbeschreibung gilt nur für den Zeitraum WiSe 2021/22 - SoSe 2022. Die Version für das aktuelle Semester (SoSe 2025) finden Sie hier: Modulbeschreibung des SoSe 2025

Lernergebnisse

Die Studierenden kennen die wesentlichen Konzepte des Brain-Computer Interfacing. Sie sind in der Lage, eigenständig die Verfahren der biomedizinischen Signalverarbeitung und der Single-Trial Klassifikation auf neuronale Daten anzuwenden. Sie können die Analyseergebnisse interpretieren, sowohl in statistischer als auch in (eingeschränkter) neurophysiologischer Sicht. In einigen Spezialthemen des Brain-Computer Interfacing haben die Teilnehmer eine vertiefte Kenntnis in Richtung physiologischer Datenanalyse.

Lehrinhalte

IL: Ansätze zur Realisierung einer Gehirn-Computer Schnittstelle (Brain-Computer Interface, BCI); Vorwärts- und Rückwärtsmodell des Electroencephalogram (EEG); Ereignis-korrelierte Potenziale (EKPs); Räumliche Filter; Multivariate Analyse von Gehirnsignalen; Einzel-Trial Klassifikation raum-zeitlicher EEG Merkmale; Regularisierte Diskrizimanzanalyse (RDA); Interpretation räumlicher Filter und Muster; Modulation spontaner Oszillationen; Ereignis-korrelierte Synchronisation und Desynchronisation (ERS, ERD); Common Spatial Pattern (CSP) Analyse; Klassifikation spektraler EEG Merkmale; Überwachte und unüberwachte Verfahren zur Adaptation von EEG Klassifikatoren; Experimentelles Design. SE: Beispielthemen: Neuronale Korrelate von Aufmerksamkeit bei freier visueller Suche, Einflussfaktoren des Erfolgs bei der BCI Steuerung, Koadaptive BCI Systeme, BCI Steuerung mittels räumlicher Aufmerksamkeit Hybride BCI Systeme, Multimodale BCI Systeme

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

Lehrveranstaltungen	Art	Nummer	Turnus	Sprache	SWS	ISIS	VVZ
Brain-Computer Interfacing	IV	3435 L 501	WiSe	Keine Angabe	4
Current Topics in Brain-Computer Interfacing	SEM	3435 L 502	WiSe	Keine Angabe	2

ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Brain-Computer Interfacing (IV):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Bearbeitung der Übungsaufgaben	10.0	6.0h	60.0h
Präsenzzeit	15.0	4.0h	60.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	2.0h	30.0h
Vorbereitung für die Prüfungen	2.0	15.0h	30.0h
			180.0h(~6 LP)

Current Topics in Brain-Computer Interfacing (SEM):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Attendance	3.0	5.0h	15.0h
Pre/post-processing	1.0	75.0h	75.0h
			90.0h(~3 LP)

Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 270.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 9 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Die integrierte Lehrveranstaltung besteht aus einem Vorlesungsteil (Frontalunterricht vor allen Teilnehmern zur Vermittlung des Stoffes mit Abschnitt von Gruppen- oder Partnerarbeit) und einem Anteil praktischer Arbeit. Letztere besteht aus dem selbstständigen Bearbeiten von Übungsaufgaben und der Bearbeitung einer komplexeren Fragestellung unter Anleitung eines Assistenten. Die Seminarvorträge werden unter Anleitung eines Betreuers erarbeitet und in einem Blockseminar in der zweiten Hälfte des Semesters präsentiert und diskutiert.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

* Programmierkenntnisse, gute Grundlagen in Mathematik, insbesondere Lineare Algebra und Wahrscheinlichkeitstheorie sind Grundvoraussetzungen für diese Lehrveranstaltung. * Grundlagen der Signalverarbeitung und des maschinellen Lernens sind ratsam, jedoch bei solidem theoretischen Vorwissen und Fähigkeiten nicht zwingend erforderlich. Für das Praktikum sind Grundlagen in Elektrostatik und Elektronik vorteilhaft.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte pro Element

Sprache(n)

Englisch

Prüfungselemente

Name	Gewicht	Kategorie	Dauer/Umfang
(Deliverable assessment / Ergebnisprüfung): 10 Assignments / Hausaufgaben (Übungszettel)	15	praktisch	Keine Angabe
(Deliverable assessment / Ergebnisprüfung): Talk in the seminar / Vortrag zum Seminar	25	mündlich	Keine Angabe
(Examination / Punktuelle Leistungsabfrage): 2 written exams / schriftliche Tests	60	schriftlich	Keine Angabe

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl	1.0	1.3	1.7	2.0	2.3	2.7	3.0	3.3	3.7	4.0
100.0pt	95.0pt	90.0pt	85.0pt	80.0pt	75.0pt	70.0pt	65.0pt	60.0pt	55.0pt	50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Die Gesamtnote gemäß § 47 (2) AllgStuPO wird nach dem Notenschlüssel 2 der Fakultät IV ermittelt. * Übungsaufgaben: Zur Ergebnisprüfung gibt es begleitend zu der Vorlesung zehn Übungszettel in denen praktische Aufgaben zur EEG Analyse gelöst werden müssen. * Schriftliche Tests: Jeweils zum ersten und zum zweiten Teil der Vorlesung gibt es einen schriftlichen Test. * Seminarvortrag: An zwei Blockterminen halten die Teilnehmenden Vorträge über ein zugeteiltes Thema aktueller Brain-Computer Interface Forschung.

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Wintersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 50.

Anmeldeformalitäten

Keine Angabe

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit: nicht verfügbar

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit: verfügbar

Literatur

Empfohlene Literatur
Blankertz B, Lemm S, Treder MS, Haufe S, Müller KR, Single-trial analysis and classification of ERP components - a tutorial, Neuroimage, 56:814-825, 2011.
Blankertz B, Tomioka R, Lemm S, Kawanabe M, Müller KR, Optimizing Spatial Filters for Robust EEG Single-Trial Analysis, IEEE Signal Process Mag, 25(1):41-56, 2008.
Dornhege G, R. Millán J d, Hinterberger T, McFarland D, Müller K (eds), Toward Brain-Computer Interfacing, MIT Press, 2007.
Parra LC, Spence CD, Gerson AD, Sajda P. Recipes for the Linear Analysis of EEG, Neuroimage, 28(2):326-341, 2005.

Zugeordnete Studiengänge

Semester:

Zeige auch ausgelaufene Studiengänge und StuPOs

Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

	Studiengang / StuPO	StuPOs	Verwendungen	Erste Verwendung	Letzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe