Computationele neurowetenschap is de studie van wiskundige modellen van de hersenen en het perifere zenuwstelsel, gebruik makend van computersimulaties. In het eerste deel van deze doctoraatsdissertatie wordt een bijdrage geleverd tot de modellering van ultrasone neuromodulatie via het onderliggende intramembraan cavitatie mechanisme. Het gebruik van ultrasone golven om neuronale activiteit te moduleren heeft hier recent aan belangstelling gewonnen, omdat deze technologie het potentieel heeft om op niet-invasieve en neuron-selectieve wijze zowel diep als oppervlakkig in de hersenen te stimuleren met hoge resolutie en lage intensiteiten. We onderzoeken ultrasone neuromodulatie in de nucleus subthalamicus en in multi-compartimentele modellen. Vervolgens wordt een nieuw computationeel efficiënt algoritme SECONIC voorgesteld dat toelaat om ultrasone neuromodulatie in morfologisch realistische neuronmodellen te simuleren. In het tweede deel worden numerieke elektrostimulatie-modellen onderzocht en beschrijven we hoe de exciteerbaarheid van axonen bepaald wordt door de membraankanaal dynamica, myeliniseringsgraad, elektrode positie, stimulus polariteit en golfvorm. Vervolgens wordt de toepassing van elektrostimulatie-modellen besproken voor de studie van elektromagnetische veiligheid en voor het design van een hoge-resolutie neuromodulatie probe. Tot slot wordt onderzoek in een cortex-basaal ganglia-thalamus neuronaal netwerk voorgesteld, met name de toepasbaarheid van ultrasone modulatie en gecombineerde elektro-akoestische stimulatie voor de behandeling van de ziekte van Parkinson.