目的。对于有这些条件的人来说,当前的辅助技术通常无效。正在开发脑部计算机界面,以增强独立性并在没有身体运动的情况下恢复沟通。在过去的十年中,具有四肢的个体在屏幕上键入快速打字,并使用心脏内脑机构界面(IBCI)(IBCIS)对平板电脑应用程序进行了快速单击的控制,从而解码了预测预期的手臂和手动运动,并从植入的微电极阵列记录的神经信号中移动。但是,电缆用于从大脑束缚参与者传达神经信号到放大器和解码计算机,并需要专家监督,在何时何地可以使用IBCIS可供使用。在这里,我们证明了人类对无线宽带IBCI的首次使用。
现有的皮层内脑机接口 (iBCI) 将神经活动转换为控制信号,可使瘫痪者恢复运动能力。然而,由于记录神经元的更替,iBCI 核心“解码器”的准确性通常会随着时间的推移而降低。为了弥补这一点,可以重新校准解码器,但这需要用户花费额外的时间和精力来提供必要的数据,然后学习新的动态。随着记录的神经元发生变化,人们可以认为底层的运动意图信号以变化的坐标来表达。如果可以计算不同坐标系之间的映射,那么可能无需重新校准即可稳定原始解码器从大脑到行为的映射。我们之前提出了一种基于广义对抗网络 (GAN) 的方法,称为“对抗域自适应网络”(ADAN),它可以对齐底层低维神经流形中潜在信号的分布。然而,ADAN 仅在非常有限的数据集上进行了测试。我们在此提出了一种基于循环一致对抗网络 (Cycle-GAN) 的方法,该方法可以对齐全维神经记录的分布。我们在来自多只猴子和行为的数据上测试了 Cycle-GAN 和 ADAN,并将它们与基于因子分析 (PAF) 提供的 Procrustes 轴对齐的线性方法进行了比较。这两种基于 GAN 的方法都优于 PAF。Cycle-GAN 和 ADAN(与 PAF 一样)是无监督的,需要的数据很少,因此在现实生活中很实用。总体而言,Cycle-GAN 具有最佳性能,并且比 ADAN 更容易训练且更强大,使其成为长期稳定 iBCI 系统的理想选择。
据我们所知,这是首次有 USCB 本科生与来自国内外机构的合作者以第一作者身份发表论文,但这些合作者都不在 USCB。Matthew (“Matty”) Holt 先生是 USCB 的 Kim Ritchie 博士的本科合作者,他与来自佛罗里达州米拉马尔、伊利诺伊州芝加哥和土耳其安卡拉的合作者在《神经科学评论》上发表了一篇最新文章。大三学生 Holt 先生后来进入 USCB,选择将自己的学术生涯推迟到疫情消退之后。在学术休假期间,Holt 先生与医学研究人员合作,系统地回顾了“……应用于运动皮层的皮层内脑机接口 (iBCI) 以改善运动能力受损患者的功能”的知识状态。临床试验已启动,以评估植入微电极阵列的四肢瘫痪参与者。这些 iBCI 设备植入物可以处理来自运动皮层的神经信号,从而改善运动障碍患者,并在一定程度上增强接受治疗患者的功能恢复。本文回顾了该设备恢复四肢瘫痪患者的运动功能的能力,这些患者因肌萎缩侧索硬化症、中风、脊髓小脑变性(小脑未受累)和脊髓损伤而失去运动功能,积极和消极结果均基于最近这些临床试验中有限的样本量。我们赞扬 Matty 取得的这一突破性成就!
完整的IBCI系统由神经信息采集设备(传感器),神经信息解析设备(处理器),功能执行设备(效应器)和反馈培训设备(反馈)组成。具体而言,“传感器”是BCI系统的关键组成部分,该系统利用神经间的技术来感知脑神经信号,包括使用微电极来记录由神经元活动产生的微妙电信号。“处理器”过滤器并放大了由“传感器”录制的模拟电信号,将它们转换为数字信号进行预处理,通过数字处理算法提取神经功能信息,并使用接近实时解码的算法将提取的信息特征转换为可理解的信号,从而将神经信息转换为可理解的信号,从而完成神经信息编解码。“ effec-
亚洲科技大学网络 (ATU-Net) 创始成员和董事会成员 美国国际开发署 STRIDE 知识和技术转让办公室 (KTTO) 能力建设计划合作伙伴 美国国务院生物安全参与计划合作伙伴 贸易和工业部 (DTI) 制造实验室 (FabLab) 合作伙伴 菲律宾知识产权局 (IPOPhil) 创新和技术支持办公室 (ITSO) 管理合作伙伴 菲律宾环境保护和管理高等教育机构协会 (PATLEPAM) 成员 加速科学技术人力资源开发计划 (ASTHRDP) 成员 科学联盟成员 由世界知识产权组织 (WIPO) 与 IPOPHL 合作牵头的 IP HUB (启用 IP 环境) 项目的 IP Spoke 成员 东盟大学网络-东南亚工程教育发展网络 (AUN-SEED Net) 成员 国家文化艺术委员会 (NCCA) 成员 菲律宾国家研究委员会 (NRCP) 成员 国家科学技术院成员(NAST) 生物安全信息交换所 (BCH) 成员,联合国开发计划署 (UNDP) 成员,北棉兰老农业和资源研究与发展联盟 (MOMCARRD) 成员,北棉兰老卫生研究与发展联盟 (NorMinCoHRD) 成员,北棉兰老工业和能源研究与发展联盟 (NorMinCIEERD) 成员,菲律宾国家生物安全委员会 (NCBP) 成员,菲律宾生物医学设备联盟 (PBDC) 成员,伊利甘湾工业商会、LDN, Inc. (IBCI) 成员,菲律宾人才管理协会 (PMAP) 成员,国际社会科学组织联合会 (IFSSO) 成员,亚太公共事务学会 (APSPA) 成员