大脑同步性是一种神经系统现象,其中两个或多个个体在形成共享活性时会在相位激活。我们提出了神经灾难,这是一种扩展的现实(XR)鼓声体验,允许两个玩家同时测量他们的大脑信号,同时测量他们的大脑信号。我们计算相位锁定值(PLV)来确定其大脑同步性,并使用它直接影响他们在游戏中的视觉和听觉体验,从而创建封闭的反馈循环。在一项试点研究中,我们记录并分析了用户的大脑信号,并让他们回答了一份主观问卷,以了解他们与伴侣的同步性和整体经验。从结果中,我们讨论了对改善神经库的设计含义,并提出了将大脑同步性整合到交互式体验中的方法。
胃体中的 Cajal 肌间质细胞网络充当着胃的“起搏器”,持续产生约 0.05 Hz 的电慢波,主要通过迷走神经传入神经传递到大脑。最近的一项研究将静息态功能磁共振成像 (rsfMRI) 与同步表面胃电图 (EGG) 相结合,将皮肤电极放置在上腹部,发现 12 个大脑区域的活动与胃基础电节律明显相位锁定。因此,我们探究使用空间独立成分分析 (ICA) 方法估计的大脑静息态网络 (RSN) 的波动是否可能与胃同步。在本研究中,为了确定任何 RSN 是否与胃节律相位锁定,对一名参与者进行了 22 次扫描;在每个会话中,获取两次 15 分钟的 EGG 和 rsfMRI 数据。三个会话的 EGG 数据具有微弱的胃信号而被排除;其余 19 个会话总共产生了 9.5 小时的数据。使用组 ICA 分析 rsfMRI 数据;估计 RSN 时间进程;对于每次运行,计算每个 RSN 和胃信号之间的锁相值 (PLV)。为了评估统计意义,所有“不匹配”数据对(在不同日期获取的 EGG 和 rsfMRI 数据)的 PLV 被用作替代数据来生成每个 RSN 的零分布。在总共 18 个 RSN 中,发现三个与基础胃节律显著锁相,即小脑网络、背部体感运动网络和默认模式网络。肠脑轴负责维持中枢神经系统与内脏之间的内感受反馈,其紊乱被认为与多种疾病有关;脑部 rsfMRI 数据中胃部亚慢节律的表现可能对临床人群研究有用。
摘要 — 在本研究中,提出了一种新的情绪复杂性标记,用于对情感视频片段引起的离散情绪进行分类。将主成分分析 (PCA) 应用于从 6 秒的短情绪 EEG 段中提取的全波段特定相空间轨迹矩阵 (PSTM),然后使用第一个主成分来测量局部神经元复杂性的水平。同时,估计左右半球之间的相位锁定值 (PLV),以观察局部神经元复杂性估计相对于区域神经皮层连接测量在聚类九种离散情绪(恐惧、愤怒、快乐、悲伤、娱乐、惊讶、兴奋、平静、厌恶)方面的优越性,方法是使用长短期记忆网络作为深度学习应用。
最近有越来越多的证据将脑组织网络中断与多种神经退行性疾病联系起来,包括一种罕见的绝症——肌萎缩侧索硬化症 (ALS)。然而,不同研究中脑网络特征的可比性仍然是传统图论方法面临的挑战。解决此问题的一种建议方法是最小生成树 (MST) 分析,它提供了偏差较小的比较。在这里,我们评估了 MST 网络分析对功能性近红外光谱 (fNIRS) 神经成像模式记录的血流动力学反应的新应用,在基于活动的范式中研究额叶功能性大脑网络拓扑中的假设中断作为执行功能障碍的标志,执行功能障碍是 ALS 研究报告的最常见的认知缺陷之一。我们分析了从九名 ALS 患者和十名年龄匹配的健康对照者记录的数据,首先使用锁相值 (PLV) 分析估计功能连接,然后构建相应的个体和组 MST。我们的结果表明,在多个 MST 拓扑特性方面,组间存在显著差异,包括叶分数、最大度、直径、偏心率和度发散。我们进一步观察到 ALS 组中的全局转向更集中的额叶网络组织,这被解释为该队列中的网络更加随机或失调。此外,相似性分析表明对照组中各个 MST 的重叠略有增加,这意味着健康队列中的参考网络拓扑变化较低。我们的节点分析表明,健康对照组的主要局部枢纽在额叶皮质上分布更均匀,左前额叶皮质 (PFC) 的发生率略高,而在 ALS 组中,最常见的枢纽是不对称的,主要在右前额叶皮质中观察到。此外,还证明了全局 PLV (gPLV) 同步指标与疾病进展有关,一些拓扑特性(包括叶分数和树层次结构)与疾病持续时间有关。这些结果表明,失调、集中化和
摘要 — 对脑电图 (EEG) 信号进行分类有助于理解脑机接口 (BCI)。EEG 信号对于研究人类思维方式至关重要。在本文中,我们使用了由计算前信号 (BCS) 和计算期间信号 (DCS) 组成的算术计算数据集。该数据集包含 36 名参与者。为了了解大脑中神经元的功能,我们对 BCS 和 DCS 进行了分类。对于这种分类,我们提取了各种特征,例如互信息 (MI)、锁相值 (PLV) 和熵,即排列熵、谱熵、奇异值分解熵、近似熵、样本熵。这些特征的分类是使用基于 RNN 的分类器完成的,例如 LSTM、BLSTM、ConvLSTM 和 CNN-LSTM。当使用熵作为特征并使用 ConvLSTM 作为分类器时,该模型的准确率达到 99.72%。索引词 — 脑机接口、脑电图、循环神经网络、互信息、相位锁定值、熵。
MIRI, summer 2019: Formalized type theories, and proved properties of programs that reason about themselves Google, summer 2018: Worked on integration of Fiat Cryptography with BoringSSL in Chrome Google, summer 2016: Extended Fiat Cryptography with ECC primiatives for integration with Open Titan Microsoft Research, summer 2014: Collaboratively created a language for specifying in- put/output behavior of x86 assembly programs, ver ed the input/output behavior of a number of simple programs, and improved performance of the x86proved project MIT CSAIL PLV, 20122014: Entered a signi cant amount of category theory into the au- tomated proof assistant Coq, and worked on building an interface for databases and database migration on top of category theory MIT CSAIL CoCoSci, 20092011: Designed and managed the data collection webpage for research in categorical learning and transfer learning Commack High School, 2006年2009年:对自然数量集的研究电路,赢得第四名(2009)和第三(2008年)在ISEF中获得数学奖项
研究人员采用了Hyperscanning,该技术用于在现实世界中同时记录多个参与者的神经活动。据我们所知,没有研究在虚拟现实(VR)中使用Hyperscaning。 这项研究的目的是;首先,要复制现有文献中脑之间同步的结果,以实现现实世界的任务,其次,探索脑间同步是否可以在虚拟环境(VE)中引起。 本文在两种不同的设置(现实世界和VR)中报告了三个飞行员研究。 配对的参与者进行了两次会议,该会议是通过纤维跟踪练习隔开的,在此练习中,他们的神经活动也通过脑电图(EEG)硬件同时记录。 通过使用相位锁定值(PLV)分析,发现VR诱导相似的脑间同步,如现实世界中所见。 此外,观察到的纤维点练习在现实世界和VR中都具有相同的神经激活区域。 基于这些结果,我们推断VR可用于增强在VE中执行的协作任务中的脑间合成。 特别是,我们已经能够证明VR中的视觉视角改变能够引起脑间同步。 这表明VR可能是一个令人兴奋的平台,可以进一步探索脑间同步的现象,并更深入地了解人类交流的神经科学。据我们所知,没有研究在虚拟现实(VR)中使用Hyperscaning。这项研究的目的是;首先,要复制现有文献中脑之间同步的结果,以实现现实世界的任务,其次,探索脑间同步是否可以在虚拟环境(VE)中引起。本文在两种不同的设置(现实世界和VR)中报告了三个飞行员研究。配对的参与者进行了两次会议,该会议是通过纤维跟踪练习隔开的,在此练习中,他们的神经活动也通过脑电图(EEG)硬件同时记录。通过使用相位锁定值(PLV)分析,发现VR诱导相似的脑间同步,如现实世界中所见。此外,观察到的纤维点练习在现实世界和VR中都具有相同的神经激活区域。基于这些结果,我们推断VR可用于增强在VE中执行的协作任务中的脑间合成。,我们已经能够证明VR中的视觉视角改变能够引起脑间同步。这表明VR可能是一个令人兴奋的平台,可以进一步探索脑间同步的现象,并更深入地了解人类交流的神经科学。
摘要 注意力缺陷多动障碍 (ADHD) 是一种常见的神经发育障碍,除了注意力不集中、活动过度或冲动之外,还使儿童难以处理面部情绪,从而与同龄人互动。在这里,我们通过锁相值 (PLV) 方法分析了患有这种疾病的儿童的神经网络。具体来说,我们确定了 22 名健康男孩和 22 名患有 ADHD 的男孩的 62 个 EEG 通道之间的相位同步水平,同时记录了观察愤怒、快乐、中性和悲伤面部情绪。我们基于伽马子带构建了神经网络,根据以前的研究,该子带对情绪刺激的反应最高。我们发现 ADHD 组的额叶和枕叶的功能连接显著 ( P 值 \ 0.01) 高于健康组。这些脑叶的功能连接越多,表明这些脑区神经元之间的相位同步性越高,这说明 ADHD 组大脑情绪处理中心存在一些问题。ADHD 组这些脑叶的最短路径长度也显著高于健康组(P 值 \ 0.01)。这一结果表明 ADHD 神经元网络的枕叶和额叶(分别负责大脑中的视觉和情绪处理)中信息传递和分离的效率较低。我们希望我们的方法能够帮助利用网络科学方法进一步深入了解 ADHD。
神经同步是指神经元群与外部节律刺激(例如经颅交流电刺激 (tACS))的相位同步。tACS 会对人类行为产生深远影响。然而,仍有大量研究发现,tACS 应用于人类受试者时不会产生行为影响。为了研究这种差异,我们对来自大鼠运动皮层的单个单元数据应用了基于时间敏感锁相值 (PLV) 的分析。分析表明,神经同步的检测主要取决于脉冲信息积累的时期长度。增加时期长度可以检测到逐渐减弱的神经同步水平。基于这种单个单元分析,我们假设 tACS 对人类行为的影响在使用更长时期长度的行为范式中更容易检测到。我们通过使用 tACS 来同步患者和健康志愿者的震颤来测试这一点。当使用短时间周期分析行为数据时,无法检测到震颤同步效应。然而,随着周期长度逐渐增加,可以检测到微弱的震颤同步。这些结果表明,依赖于长周期长度信息积累的 tACS 行为范式往往会成功检测到行为效应。然而,依赖于短周期长度的 tACS 范式不太可能检测到效应。
大脑对脑同步的研究在脑部计算机界面(BCI)研究中具有新兴的应用,为使用众多神经记录技术提供了对相互作用人类大脑的神经基础的宝贵见解。该区域允许通过评估执行指定任务的一组人之间的神经同步来探索大脑动力学的共同点。越来越多的关于大脑对脑同步的出版物启发了作者使用PRISMA协议进行系统的审查,以便未来的研究人员可以全面了解范式,方法论,翻译算法以及在脑对脑部同步研究领域的挑战。本评论已通过指定的搜索字符串进行了系统的搜索,并根据预先规定的资格标准选择了一些文章。审查的发现表明,大多数文章都遵循社会心理学范式,而36%的选定研究中有36%的研究在认知神经科学中应用。确定神经连通性的最应用方法是在EEG研究中使用相锁定值(PLV)的连贯度量,然后在所有FNIRS研究中进行小波变换相干性(WTC)。尽管大多数实验作为其设置的一部分具有控制实验,但少量实施了算法控制,并且只有一项研究进行了介入或刺激诱导的控制实验,以限制虚假同步。因此,据作者所知,这项系统的审查仅有助于评估脑对脑之间同步的范围和技术进步,以使该学科在遥远的未来中产生更有效的研究成果。