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为行业制定的高精度运动解决方案
整合光子结构或元素，例如波导，光电二极管，激光器和多路复用器对测试和组装过程提出了各种各样的挑战，从晶圆级开始到最终包装。共同的主题：多个自由度的多个通道，多个元素和多个交互输入以及输出，所有这些都需要多个对齐优化。传统上，这是一项耗时且昂贵的任务。pi的多通道光子学对齐（FMPA）系统和独特的专有对齐算法，它们会自动启用跨通道，设备和自由度的同时对齐，并在快速步骤中优化整体一致性。随后，与串行操作相比，可能会减少99％的时间和成本。
使用残差 CNN-LSTM 神经网络进行基于 EEG 皮质源特征的手部运动解码
摘要 — 使用脑信号进行运动运动解码 (MKD) 对于开发用于康复或假肢设备的脑机接口 (BCI) 系统至关重要。表面脑电图 (EEG) 信号已广泛应用于 MKD。然而，来自皮质源的运动解码很少被探索。在这项工作中，已经探索了使用 EEG 皮质源信号进行手部运动解码以执行抓取和举起任务的可行性。特别是，利用了运动前 EEG 片段。提出了一种基于残差卷积神经网络 (CNN) - 长短期记忆 (LSTM) 的运动解码模型，该模型利用运动前大脑活动中存在的运动神经信息。在运动开始前 50 毫秒的各种 EEG 窗口用于手部运动解码。实际和预测手部运动之间的相关值 (CV) 被用作源域和传感器域的性能指标。在传感器和源域比较了所提出的深度学习模型的性能。结果证明了使用运动前 EEG 皮质源数据进行手部运动学解码的可行性。
认知分心对脑电信号上肢运动解码的影响
摘要 目的：从脑电信号中解码手部运动对上肢障碍患者的康复和辅助至关重要。现有的从脑电信号中解码手部运动的研究很少考虑干扰因素。然而在实际生活中，患者在使用手部运动解码系统时可能会受到干扰。本文旨在研究认知干扰对运动解码性能的影响。方法：首先利用黎曼流形提取仿射不变特征和高斯朴素贝叶斯分类器（RM-GNBC），提出一种从脑电信号中对认知干扰进行手部运动方向鲁棒解码的方法。然后，利用无干扰和有干扰条件下的实验和模拟脑电数据，比较三种解码方法（包括所提出的方法、切向空间线性判别分析（TSLDA）和基线方法））的解码性能。结果：仿真和实验结果表明，基于黎曼流形的方法（即RM-GNBC和TSLDA）在无认知分心和有认知分心条件下的准确率均高于基线方法，且无认知分心和有认知分心条件下解码准确率的下降幅度小于基线方法。此外，RM-GNBC方法在无认知分心和有认知分心条件下的准确率分别比TSLDA方法高6%（配对t检验，p=0.026）和5%（配对t检验，p=0.137）。结论：结果表明，基于黎曼流形的方法对认知分心具有更高的鲁棒性。意义：本研究有助于开发脑机接口（BCI），以改善现实生活中手部残疾患者的康复和辅助，并为研究分心对其他BCI范式的影响开辟了道路。
在帕金森病的运动解码方面，皮层脑电图优于丘脑底局部场电位
摘要 脑信号解码有望在临床脑机接口 (BCI) 的发展中取得重大进展。在帕金森病 (PD) 中，目前已有首个用于自适应深部脑刺激 (DBS) 的双向 BCI 植入物。脑信号解码可以扩展自适应 DBS 的临床实用性，但神经源、计算方法和 PD 病理生理对解码性能的影响尚不清楚。这代表了未来神经技术发展中尚未满足的需求。为了解决这个问题，我们开发了一种基于术中感觉运动皮层电图 (ECoG) 和丘脑底 LFP 的侵入性脑信号解码方法来预测 11 名接受 DBS 的 PD 患者的握力（一种代表性的运动解码应用）。我们证明 ECoG 优于丘脑底 LFP，可准确解码握力。梯度增强决策树 (XGBOOST) 优于其他模型架构。基于 ECoG 的解码性能与运动障碍呈负相关，这可归因于运动准备和运动期间的丘脑底 β 爆发。这凸显了帕金森病病理生理对神经编码运动活力能力的影响。最后，我们开发了一种连接组分析，可以通过使用患者的连接组指纹来预测患者个体 ECoG 通道的握力解码性能。我们的研究为侵入性脑信号解码提供了一个神经生理学和计算框架，以帮助开发个性化的智能自适应 DBS 精准医疗方法。
在帕金森病的运动解码方面，皮层脑电图优于丘脑底局部场电位
未经同行评审认证）是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者（此版本于 2022 年 4 月 19 日发布。；https://doi.org/10.1101/2021.04.24.441207 doi：bioRxiv preprint
感官刺激增强幻肢感知和运动解码
摘要：目的。控制假肢的主要挑战是设备与使用者幻肢之间的通信。我们展示了通过有针对性的经皮神经电刺激 (tTENS) 增强截肢者幻肢感知和改善运动解码的能力。方法。对四名截肢参与者进行了经皮神经刺激实验，以绘制幻肢感知。我们在截肢者接受感官刺激之前和之后测量了幻肢运动过程中的肌电信号。使用脑电图 (EEG) 监测，我们测量了幻肢运动和刺激过程中感觉运动区域的神经活动。对于一名参与者，我们还跟踪了 2 年内的感官映射和 1 年内的运动解码表现。主要结果。结果显示，由于感官刺激，截肢者感知和移动幻肢手的能力有所提高，从而改善了运动解码。在对一名截肢者进行的扩展研究中，我们发现感觉映射在 2 年内保持稳定。值得注意的是，感觉刺激可改善 28 天内的运动解码，而表现在 1 年内保持稳定。从脑电图中，我们观察到感觉运动整合的皮质相关性和由于幻肢感知增强而增加的运动相关神经活动。31 意义。这项研究表明，幻肢感知会影响假肢控制，并且可以从有针对性的神经刺激中受益。这些发现对于改善假肢的可用性和功能具有重要意义，因为幻肢的感觉增强了。34
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