課程資訊
課程名稱
神經與行為模型建構
Neural and Behavioral Modeling 
開課學期
112-2 
授課對象
學程  神經生物與認知科學學程  
授課教師
黃從仁 
課號
Psy7277 
課程識別碼
227 M9280 
班次
 
學分
3.0 
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期三2,3,4(9:10~12:10) 
上課地點
北館視聽 
備註
總人數上限:60人 
 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

[先備知識] Python (NumPy & Matplotlib)、高中程度微積分、線性代數(基礎矩陣運算)、基本機率與推論統計(T-test, ANOVA, Chi-Square Goodness of Fit, & Regression)

授課教師每週將透過講演的方式系統性地介紹模型建構這個領域──1.對大千世界的各種現象產生機制性的假說; 2.使用數理模型來刻畫這些假說; 3.利用電腦模擬來做計算實驗(computational experiments)以驗證2中的假說。

課程涵蓋的內容包含了不同空間尺度的人類神經、心智、行為模型──神經元模型(neuronal models) 、神經網路模型(neural network models)、認知模型(cognitive models) 、社會互動模型(agent-based models) 、與系統動力模型(system dynamics)。

由於神經網路模型──特別是深度學習網路(Deep-learning neural networks)──近來在大腦訊號解碼(brain decoding)以及對大腦功能的隱喻(functional metaphor)有重要的突破,本課程將花約莫50%的學期時間介紹深度學習網路與其一體兩面的計算認知神經科學(Computational Cognitive Neuroscience)。 

課程目標
本課程將介紹學生如何透過數理模型建構(mathematical modeling)與電腦模擬(computer simulations)來理解人類神經系統與行為的各種現象。 
課程要求
1. 每週請自行攜帶筆電上課(全學期實體上課)。

2. 每週完成指定的程式作業。  
預期每週課後學習時數
請以前幾週完成作業的時間自行評估。  
Office Hours
另約時間 備註: 有任何問題歡迎聯絡授課教師黃從仁 (trhuang@ntu.edu.tw)  
指定閱讀
每週指定的相關文獻。  
參考書目
王進德 (2022). PyTorch深度學習入門與應用:必備實作知識與工具一本就學會. ISBN: 9786263332591 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
每週程式作業  
100% 
 
 
針對學生困難提供學生調整方式
 
上課形式
作業繳交方式
學生與授課老師協議改以其他形式呈現
考試形式
其他
由師生雙方議定
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2/21  Course Introduction: Models & modeling  
第2週
2/28  和平紀念日(放假) 
第3週
3/6  Behavioral Modeling (1/2): System dynamics  
第4週
3/13  Behavioral Modeling (2/2): Agent-based modeling  
第5週
3/20  Computational Cognitive Science (1/2): Basics  
第6週
3/27  Computational Cognitive Science (2/2): Advanced  
第7週
4/3  Computational Cognitive Neuroscience (1/3): Modeling principles & canonical neural computation  
第8週
4/10  Computational Cognitive Neuroscience (2/3): Unsupervised Learning 
第9週
4/17  Computational Cognitive Neuroscience (3/3): Supervised Learning 
第10週
4/24  Deep-learning Neural Networks (1/4): Fully-Connected Multilayer Perceptron (MLP)  
第11週
5/1  Deep-learning Neural Networks (2/4): Convolutional Neural Network (CNN) 
第12週
5/8  Deep-learning Neural Networks (3/4): Recurrent Neural Networks (RNN)  
第13週
5/15  Deep-learning Neural Networks (4/4): Deep Reinforcement Learning (RL) & Advanced Networks  
第14週
5/22  Computational Neuroscience (1/2): 1 spiking neuron  
第15週
5/29  Computational Neuroscience (2/2): N spiking neuron  
第16週
6/5  無期末考/課程