脑机接口于五十年前出现,是一种新的通信技术,允许患有严重神经肌肉疾病的患者与外界进行交流和互动。无线技术的快速发展为实验室外的应用打开了大门,例如娱乐、工业、营销和教育领域。越来越多的脑机技术新应用正在涌现,包括物联网。本期特刊将探讨非侵入式和侵入式脑机接口技术的进展、挑战和未来前景。发行范围包括但不限于:BCI 技术、生物医学信号分析、建模 - 神经信息学、生物医学工程、控制和机器人技术、计算机工程、认知科学 - 生物伦理学、神经生物学 - 神经外科、神经康复 - 生物反馈、生物物理学 - 生物化学。
人工智能 (AI) 引入假肢领域带来了范式转变,加速了先进智能生物假肢的开发。本研究探讨了人工智能增强型生物假肢的设计和开发,其目标不仅是恢复失去的肢体功能,而且还通过人机交互的无缝集成来提高人类潜能。建议的生物假肢结合了先进机器人技术、人工智能算法和生物反馈机制等尖端技术,以构建智能自适应假肢系统。本研究的根本目标是通过提供与真肢复杂运动和感官反馈非常相似的生物假肢来改善用户体验。假肢的人工智能组件旨在分析来自用户大脑的神经信号,从而实现……
自主运动由初级运动皮层 (M1) 驱动,个体可以学会随意调节单个神经元。然而,M1 也接收明显的感官输入并有助于感官驱动的运动反应。这些非意志信号在多大程度上限制了 M1 的自主调节?使用一个任务,其中单个神经元的发放率直接决定计算机光标沿视轴的位置,我们 5 评估了猴子在不同感官环境下调节单个神经元的能力。我们发现感官环境持续影响 M1 中单个神经元的意志控制。例如,视觉旋转生物反馈轴可能会使相同的神经任务变得轻松或困难。值得注意的是,几天内或几天之间的延长训练并不能解决这种差异。我们的研究结果表明,感官环境可以限制 M1 活动受意志控制的程度。10
物理治疗和职业治疗是传统中风康复中 ULMI 恢复的主要方法。虽然前者主要基于关节活动、肌肉拉伸和强化,但两者都侧重于特定任务的训练、功能任务练习、强制性运动疗法和日常生活活动(6-9)。尽管付出了所有努力,中风后上肢活动能力并不总是能完全恢复(8、10、11)。这表明需要更多更好的创新技术来康复这些脑血管疾病。在已研究的用于评估其在 ULMI 康复中效果的各种技术中,我们可以提到基于肌电图的生物反馈、虚拟现实、机电和机器人设备、经颅磁刺激、脑机接口(BCI)和用作功能性电刺激疗法(FEST)的功能性电刺激(FES);然而,这些技术尚未广泛应用,并且仍在不断发展和研究中(12、13)。
[1] li,xiaojuan和huang,小米。“ VR暴露治疗精神疾病的治疗和发展前景。“心理学杂志,第1卷15,否。3,2023,pp。45-58。[2] Chitale,Vibhav,Playne,Daniel,Liang,Haining和Nilufar的Baghaei。“用于预测心理健康状况的虚拟现实数据。”IEEE混合和增强现实会议,2022年,pp。1-7。[3]艾布拉姆斯,扎拉。“通过VR。“ IEEE PULSE,卷13,否。5,2022,pp。16-20。[4] Nath,Nishu,Zavarelli,Jace,Stanley,Laura等。“在虚拟现实中整合认知行为疗法和心率变异性生物反馈,增强现实,并将现实作为心理健康干预。”IEEE虚拟现实和3D用户界面摘要和研讨会(VRW),2024,pp。1198-1201。[5]负担得起且可访问的心理健康资源的障碍
音乐世界和舞蹈世界本身就是一个研究领域。同时,在计算机科学领域,人们对脑机接口 (BCI) 的兴趣近年来显著增加,因为它代表着实现更内在的人机关系的可能性。生物反馈系统 [1] 也正在获得发展势头,其特点是佩戴 BCI 的用户和计算机之间的连续循环。在本文中,我们提出了一种生物反馈系统的演示,该系统将一名舞者、一个专门开发的音乐作曲软件和两名音乐家置于编舞/作曲关系中。舞者佩戴 NeuroSky MindSet 设备 [2],该设备可检测一些神经参数,特别是她的注意力值 [3]。根据这些值,软件会生成音乐复音,并在电子乐谱上呈现给演奏它的音乐家。反过来,这样产生的音乐会影响舞者的心理状态,舞者会根据所听到的内容调整舞蹈,从而生成新的复音音乐小节。
受大脑启发的计算范式通过模仿大脑的信息处理能力,处于自动化基本视觉和语言任务的前沿。人工神经网络和生物神经网络之间的相似性为开发旨在缓解神经退行性疾病的先进脑机接口开辟了令人兴奋的途径。神经形态设备正在成为具有学习和适应潜力的突破性平台,能够与神经元和肌肉交互,为患有退行性疾病的患者提供支持。然而,将这些复杂的电子元件与生物组织连接起来,使它们能够通过生物反馈自主学习,仍然存在重大挑战。该项目旨在将(生物)神经形态技术与合成细胞连接起来,标志着朝着无缝组织整合迈出了关键一步。合成细胞将充当传感器,将电信号转换成活细胞可解释的生物信号。
• 动物辅助疗法:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/tools/animal-assisted-therapies.asp • 生物反馈:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/tools/biofeedback.asp • 临床催眠:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/tools/hypnosis.asp • 食物和饮料:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/self-care/food- and-drink.asp • 在您的实践中实施整体健康,第三部分:退伍军人的补充和综合健康:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/overviews/part-iii-complementary- integrative-health.asp • 正念意识:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/self- care/mindful-awareness.asp • 活动身体:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/self- care/moving-your-body.asp • 全面健康护照:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/docs/Passport_to_WholeHealth_FY 2020_508.pdf • 心灵力量:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/self- care/power-of-the-mind.asp • 渐进式肌肉放松:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/tools/progressive-muscle- relief.asp • 渐进式放松:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/tools/progressive-relaxation.asp • 精神与灵魂:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/self-care/spirit- soul.asp • 瑜伽:超越地图:https://www.va.gov/WHOLEHEALTHLIBRARY/tools/yoga.asp
情感计算中的一系列研究表明,可以通过实时分析其电生理活性来推断用户情感状态的某些特征。但是,尚不清楚如何使用从电生理信号中提取的信息来创建虚拟现实(VR)用户情感状态的视觉表示。可视化用户在VR中的情感状态可以导致精神卫生保健的生物反馈疗法。了解如何在VR中可视化情感状态需要一种跨学科的方法,以整合心理学,电生理学和视听设计。因此,本评论旨在整合这些领域的先前研究,以了解如何开发可以自动创建用户情感状态的视觉表示的虚拟环境。手稿在四个部分中解决了这一挑战:首先,总结了与情感和情感有关的理论。第二,证明视觉和声音提示往往与情感状态有关。第三,描述了一些评估影响的可用方法。第四部分和最终部分对虚拟现实环境的开发包含五个实际考虑因素,以影响可视化。
可穿戴健康设备在慢性病管理中变得至关重要,因为它们提供了实时监测和个性化护理。本评论探讨了他们在医学领域的有效性和挑战,包括心脏病,呼吸健康,神经病学,内分泌学,骨科,肿瘤学和心理健康。详尽的文献搜索确定了针对可穿戴设备对患者预后影响的研究。在心脏病学中,可穿戴设备已被证明可有效监测高血压,检测心律不齐和有助于心脏康复。 在呼吸健康中,这些设备可增强哮喘管理和对关键参数的持续监测。 神经系统应用包括癫痫发作检测和帕金森氏病的管理,可穿戴设备在改善患者预后方面表现出令人鼓舞的结果。 在内分泌学中,可穿戴技术进步甲状腺功能障碍监测,生育能力跟踪和糖尿病管理。 骨科应用程序包括改进的术后恢复和康复,而可穿戴设备有助于肿瘤学早期并发症检测。 心理健康益处包括焦虑检测,创伤后应激障碍管理以及通过可穿戴生物反馈减轻压力。 总而言之,可穿戴健康设备通过增强实时监测和患者参与来管理慢性疾病的变革潜力。 尽管依从性和结果取得了重大改善,但具有数据准确性和隐私的挑战仍然存在。在心脏病学中,可穿戴设备已被证明可有效监测高血压,检测心律不齐和有助于心脏康复。在呼吸健康中,这些设备可增强哮喘管理和对关键参数的持续监测。神经系统应用包括癫痫发作检测和帕金森氏病的管理,可穿戴设备在改善患者预后方面表现出令人鼓舞的结果。在内分泌学中,可穿戴技术进步甲状腺功能障碍监测,生育能力跟踪和糖尿病管理。骨科应用程序包括改进的术后恢复和康复,而可穿戴设备有助于肿瘤学早期并发症检测。心理健康益处包括焦虑检测,创伤后应激障碍管理以及通过可穿戴生物反馈减轻压力。总而言之,可穿戴健康设备通过增强实时监测和患者参与来管理慢性疾病的变革潜力。尽管依从性和结果取得了重大改善,但具有数据准确性和隐私的挑战仍然存在。但是,通过持续的创新和协作,我们都可以成为最大化可穿戴技术在医疗保健中的好处的解决方案的一部分。