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    斯坦福Shenoy团队:由循环神经网络实现的大脑控制摘要

    到目前为止,脑机接口主要集中于控制单个载体,例如单个计算机光标或机械臂。恢复多肌运动可以为瘫痪患者解锁更大的功能(例如,双手运动)。然而,解码多个病媒的同时运动可能具有挑战性,因为我们最近发现一个组合神经解码连接了所有肢体的运动,并且在双病媒运动中发生非线性变化。在这里,我们演示了通过神经网络(NN)解码器对两个游标进行高质量的双手控制的可行性。通过模拟,我们发现神经网络利用神经“侧向性”维度来区分左右的运动,因为神经对双手的调整变得越来越相关。在训练循环神经网络(RNNs)时,我们开发了一种方法,通过在时间上扩张/压缩并重新排序来改变训练数据的时间结构,我们证明这有助于RNN成功地推广到在线设置。通过这种方法,我们证明了一个瘫痪患者可以同时控制两个计算机光标。我们的研究结果表明,神经网络解码器可能有利于多载体解码,只要它们被设计为转移到在线设置。

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    ​基于脑机接口的闭环运动想象脑电图仿真

    脑机接口(BCI),尤其是能够解码运动意图的脑机接口,由于其作为神经修复系统的潜力,能够改善患有各种运动功能损害病症(如脊髓损伤、肌萎缩侧索硬化症和中风)的患者的生活质量,已经成为积极研究的热门主题。一种成熟的方法是基于感觉运动节律(SMR)的运动想象BCI,它允许用户通过检测和解码与真实和想象的运动相关的SMR模式来控制物理或虚拟世界中仿真的运动。通常在BCI系统中,解码算法的测试、任务及其参数对于优化性能至关重要,然而,当研究广泛的参数集,进行人体实验既昂贵又耗时,而尝试利用以前收集到的数据线下分析却又缺乏系统和用户之间自适应反馈循环,极大限制了其适用性。因此,已有许多研究已经试图通过实时神经活动模拟器解决这一问题。

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    Nature子刊 | 加州理工学院利用脑机接口实时解码内心言语

    语音脑机接口(BMIs)将大脑神经信号转换为单词或音频输出,能够让因疾病或受伤而失去语言能力的人能够进行交流。虽然在语音、尝试和模拟语音解码方面取得了重要进展,但内部语音解码的正确率很低,尚未实现实际运用。值得注意的是,目前还不清楚大脑的哪些区域可以被解码。在本文中,两名四肢瘫痪患者在边缘上回(SMG)和初级躯体感觉皮层(S1)植入微电极阵列,他们对6个单词和2个假单词进行内部和发声语音。在两名参与者中,我们发现在SMG的单个神经元和群体水平上,内部和发声言语的显著神经表征。从SMG记录的人口活动,内部口语和发声单词明显可解码。在离线分析中,每个参与者的平均解码准确率分别为55%和24%(概率水平为12.5%),在在线内部语音BMI任务中,我们的平均准确率分别为79%和23%。在参与者1中发现了内部言语、单词阅读和发声语音过程之间共享神经表征的证据。SMG代表单词和伪词,为语音编码提供了证据。此外,我们的解码器通过多种内部语音策略(听觉想象/视觉想象)提高了分类准确度。在两个参与者的实验中,S1的活动被发声调节,而不是内部言语调节,这表明在内部言语产生过程中没有发生声道的发音运动。这项工作代表了一个高性能的内部语音BMI的概念证明。

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