图 2:Sadtler 等人 (2014) 的 BCI 学习任务。a. 任务结构示意图。受试者首先参与“校准任务”,即他们被动观察屏幕上中心向外的光标移动。记录的运动皮层神经活动用于构建基线解码器并估计内在流形。然后指示受试者在 BCI 控制下执行中心向外的光标移动,首先使用基线解码器,然后使用通过扰动基线解码器构建的扰动解码器。这种扰动可以保持基线解码器与内在流形的对齐(流形内扰动,或 WMP),也可以破坏它(流形外扰动,或 OMP)。b. 内在流形的低维图示及其与本任务中使用的解码器(在方程 3 中定义)的关系。彩色点表示在校准任务的不同试验期间记录的活动模式,由该试验中呈现的光标速度着色。这些刺激的光标速度用右上方插图中的颜色匹配箭头表示,后续光标控制任务中使用的光标目标用绿色菱形表示。引起的神经活动模式主要位于灰色矩形所示的二维平面内,即所谓的内在流形。三个假设的一维解码器用彩色箭头表示,分别标记为基线解码器、WMP 和 OMP。通过将各个活动模式投影到相应的解码器向量上,可以可视化这些解码器的线性读数的相应分量 y 1 。这以绿色标记的一个活动模式为例,图中显示了其在三个解码器上的投影。由于该活动模式靠近内在流形,因此它会从基线解码器和 WMP 产生较大的读数(即远离原点,在三个解码器的交点处),而基线解码器和 WMP 都与内在流形很好地对齐。相比之下,此活动模式通过 OMP 的读数要弱得多(即其在此解码器上的投影更接近原点),因为此解码器远离固有流形。重要的是要记住,此插图是真实任务的简化卡通,其中固有流形是高维的(8-12D 而不是 2D),并且 BCI 任务依赖于两个读数(y 1 ,y 2 ),而不是一个。
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