Computational Neuroscience

Semesterplan

1. 1. Semester27 ECTS PflichtAcquisition and Analysis of Neural Data · Machine Intelligence · Models of Higher Brain Functions · Models of Neuronal Systems · Programming Course and Project

   • Acquisition and Analysis of Neural DataKurzbeschreibung von OWWZ: Verfahren zur Messung zellulärer und großskaliger Hirnsignale werden praktisch erprobt. Die Auswertung umfasst Spike-Statistik, neuronale Kodierung, Informationstheorie, EEG-Analyse, räumliche Filter und Klassifikation.1.–2. SemesterPrüfung: Mündliche Prüfung, 20–60 Min.12 ECTS
   • Machine IntelligenceKurzbeschreibung von OWWZ: Maschinelles Lernen wird anhand neuronaler Netze, Support-Vektor-Maschinen, probabilistischer Modelle und bestärkenden Lernens behandelt. Hinzu kommen Dimensionsreduktion, Clustering und stochastische Optimierung; Übungen verbinden Theorie mit Implementierung und kritischer Bewertung.1.–2. SemesterPrüfung: Mündliche Prüfung, 20–60 Min.12 ECTS
   • Models of Higher Brain FunctionsKurzbeschreibung von OWWZ: Kognitive Neurowissenschaft und Computermodelle erklären Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Entscheidungen und motorische Kontrolle. Analytische Übungen und Python-Simulationen dienen dazu, Modelle zu prüfen und auf neue Experimente zu übertragen.1.–2. SemesterPrüfung: Mündliche Prüfung, 20–60 Min.12 ECTS
   • Models of Neuronal SystemsKurzbeschreibung von OWWZ: Neuronale Membranen, Synapsen und Netzwerke werden biophysikalisch und mathematisch modelliert. Analytische Aufgaben und Simulationen erschließen Erregungsleitung, synaptische Plastizität, Lernregeln und dynamische Eigenschaften neuronaler Systeme.1.–2. Semester · nur WintersemesterPrüfung: Mündliche Prüfung, 20–60 Min.12 ECTS
   • Programming Course and ProjectKurzbeschreibung von OWWZ: Ein größeres Softwareprojekt vermittelt strukturiertes Programmieren mit Python und Werkzeuge für gemeinsame Entwicklung. Studierende üben Versionsverwaltung, Tests, Dokumentation, Fehlersuche und Optimierung und beurteilen gegenseitig ihren Code.1.–2. Semester · nur SommersemesterPrüfung: Studienbegleitende Prüfungsleistungen, unbenotet6 ECTS
2. 2. Semester30 ECTS PflichtEthical IssuesLäuft weiter: Acquisition and Analysis of Neural Data, Machine Intelligence, Models of Higher Brain Functions, Models of Neuronal Systems, Programming Course and Project

   • Ethical IssuesKurzbeschreibung von OWWZ: Neurowissenschaftliche Forschung wird hinsichtlich Tierexperimenten, Stammzellen, klinischen Studien und mentaler Privatsphäre ethisch reflektiert. Gruppen diskutieren konkrete Dilemmata; gute wissenschaftliche Praxis, Datenschutz und Computersicherheit ergänzen die Auseinandersetzung.nur WintersemesterPrüfung: Studienbegleitende Prüfungsleistungen, unbenotet3 ECTS
3. 3. Semester23 ECTS Pflicht · 1 WahlpflichtkatalogLab Rotations · Lab Rotations · Lab Rotations · Wahlpflicht aus Vertiefungsthemen

   • Lab RotationsKurzbeschreibung von OWWZ: Drei Forschungsprojekte führen in unterschiedliche Arbeitsgruppen und verbinden experimentelle und theoretische Ansätze. Thema und Arbeitsplan werden mit Mentor und Betreuung vereinbart und vom Prüfungsausschuss genehmigt.Prüfung: Studienbegleitende Prüfungsleistungen, unbenotet9 ECTS
   • Lab RotationsKurzbeschreibung von OWWZ: Drei Forschungsprojekte führen in unterschiedliche Arbeitsgruppen und verbinden experimentelle und theoretische Ansätze. Thema und Arbeitsplan werden mit Mentor und Betreuung vereinbart und vom Prüfungsausschuss genehmigt.Prüfung: Studienbegleitende Prüfungsleistungen, unbenotet9 ECTS
   • Lab RotationsKurzbeschreibung von OWWZ: Drei Forschungsprojekte führen in unterschiedliche Arbeitsgruppen und verbinden experimentelle und theoretische Ansätze. Thema und Arbeitsplan werden mit Mentor und Betreuung vereinbart und vom Prüfungsausschuss genehmigt.3.–4. SemesterPrüfung: Studienbegleitende Prüfungsleistungen, unbenotet9 ECTS

   Wahlpflicht aus Vertiefungsthemen5 Module · 10 ECTS zu wählen

   • Mathematics Prep-Course for Computational NeuroscienceKurzbeschreibung von OWWZ: Der Vorbereitungskurs wiederholt Analysis, lineare Algebra, komplexe Zahlen, Fouriertransformation, Differentialgleichungen und Wahrscheinlichkeit. Tägliche Übungen festigen mathematische Verfahren für die Modellierung neuronaler Systeme und die Analyse von Messdaten.3.–4. Semester · nur WintersemesterPrüfung: Unbenotete Klausur.4 ECTSWahlpflicht
   • Neurobiology Preparatory CourseKurzbeschreibung von OWWZ: Grundlagen der Zell- und Neurophysiologie sowie Aufbau und Verschaltung des Gehirns schaffen die biologische Basis für Computermodelle. Behandelt werden Sinnesverarbeitung, Lernen, Gedächtnis und experimentelle Forschungsansätze einschließlich Elektrophysiologie und Bildgebung.3.–4. Semester · nur WintersemesterPrüfung: Unbenotete Klausur.2 ECTSWahlpflicht
   • Neural Noise and Neural Signals - Spontaneous Activity and Information Transmission in Models of Single Nerve CellsKurzbeschreibung von OWWZ: Stochastische Modelle beschreiben spontane neuronale Aktivität und Informationsübertragung. Analysiert werden Rauschquellen, Spike-Variabilität, Integrate-and-Fire-Neuronen, Resonanz und Adaptation mit Methoden der nichtlinearen Dynamik, stochastischer Prozesse und Informationstheorie.3.–4. Semester · nur SommersemesterPrüfung: Benotete mündliche Prüfung.6 ECTSWahlpflicht
   • Stochastic Partial Differential EquationsKurzbeschreibung von OWWZ: Stochastische Evolutionsgleichungen modellieren räumlich ausgedehnte neuronale Systeme unter Rauscheinfluss. Gaußmaße und stochastische Integration in Hilberträumen bilden die Grundlage für Reaktions-Diffusions-Systeme, Kontinuumsgrenzen sowie analytische und numerische Untersuchungen.3.–4. Semester · nur SommersemesterPrüfung: Benotete mündliche Prüfung.10 ECTSWahlpflicht
   • Stochastic Processes in NeuroscienceKurzbeschreibung von OWWZ: Brownsche Bewegung und stochastische Analysis erschließen verrauschte Neuronenmodelle. Untersucht werden gekoppelte Neuronen, Synchronisation, Stabilität und wandernde Wellen in neuronalen Feldern; Simulationen ergänzen qualitative und quantitative Analyse.3.–4. Semester · nur WintersemesterPrüfung: Benotete mündliche Prüfung.10 ECTSWahlpflicht
4. 4. Semester25 ECTS PflichtMaster ThesisLäuft weiter: Lab Rotations

   • Master ThesisKurzbeschreibung von OWWZ: Die Masterarbeit bearbeitet eigenständig eine wissenschaftliche Frage aus dem gewählten Forschungsbereich. Themen können interdisziplinär sein und an eine Laborrotation anschließen; Ergebnisse werden schriftlich nach guter wissenschaftlicher Praxis dargestellt und öffentlich verteidigt.AbschlussarbeitPrüfung: Benotete Masterarbeit mit öffentlicher Verteidigung.20 ECTS

Themenprofil

ECTS nach Themen, aus den Modulen des Studienplans; zusammen höchstens die ECTS des Studiengangs.PflichtWahl

• Neurowissenschaften12 ECTS: 11 Pflicht, 1 Wahl12 ECTS
• Programmierung7 ECTS: 7 Pflicht7 ECTS
• Differentialgleichungen6 ECTS: 4 Pflicht, 2 Wahl6 ECTS
• Maschinelles Lernen6 ECTS: 6 Pflicht6 ECTS
• Dynamische Systeme5 ECTS: 4 Pflicht, 1 Wahl5 ECTS
• Wahrscheinlichkeitsrechnung und Stochastik5 ECTS: 3 Pflicht, 2 Wahl5 ECTS
• Biologische Psychologie und Neuropsychologie4 ECTS: 4 Pflicht4 ECTS
• Neuronale Netze und Deep Learning3 ECTS: 3 Pflicht3 ECTS

Quellen des Studienplans

• Studienordnung – Computational NeuroscienceStudienordnung · Fassung Vom 26. September 2005 · geprüft am 15. Oktober 2026
• Prüfungsordnung – Computational NeurosciencePrüfungsordnung · Fassung Vom 26. September 2005 · geprüft am 15. Oktober 2026
• Course Catalogue – Computational NeuroscienceModulhandbuch · Fassung 04.03.2022 · geprüft am 17. Oktober 2026