脑机接口 (BCI) 是允许用户仅使用大脑活动来控制设备的系统。然而,参与者控制 BCI 的能力因人而异。对于基于通过头颅脑电图 (EEG) 测量的感觉运动节律调制的 BCI,大约 20% 的潜在用户无法获得足够的准确度来获得对系统的可靠控制。BCI 系统无法有效地解码用户意图,这需要识别决定 BCI 性能“良好”和“不良”的神经生理因素。鉴于 BCI 中使用的神经元振荡表现出丰富的空间相互作用,我们假设感觉运动区域的神经元活动将决定 BCI 性能的某些方面。这项研究的分析是基于 80 名缺乏经验的参与者的大型数据集进行的。他们在同一天参加了校准和在线反馈会议。通过相干性的虚部计算了感觉运动区域的无向功能连接。结果表明,校准记录中的刺激后和刺激前连接与 µ 和反馈频带的在线反馈性能显着相关。重要的是,连接和 BCI 反馈准确性之间的相关性显著性并不是由于相应的刺激后和刺激前间隔内振荡的信噪比。因此,这项研究表明,BCI 性能不仅取决于之前所示的感觉运动振荡的幅度,而且还与之前训练课程中测量的感觉运动连接有关。运动系统和躯体感觉系统之间存在这种连接,很可能有助于运动想象,而运动想象又与产生更明显的感觉躯体运动振荡(表现为 ERD/ERS)调制有关,而这种调制是 BCI 性能充分发挥所必需的。我们还讨论了上调此类连接的策略,以提高 BCI 性能。
摘要:公共通信活动是促进节省电力的工具。在创建广告系列过程中的一项至关重要的任务是设计一个简单的信息,以有效地达到普通消费者。创建替代信息并预测到最有效的是一种有益的做法。测试过程中的研究方法包括定量和定性方法。但是,人们认为使用常规技术获得的结果并不完全可靠。因此,出现以下问题:在测试通信活动的信息的阶段应应用哪些其他研究方法,以便甚至在广播之前就可以更可靠地评估其有效性和/或改进?在这项研究中,我们旨在提出与问卷结合调查的认知神经科学方法的可能性,以实验性地使用选定的节省电力通信运动的示例来实验检查消息的有效性。这项研究的关键结果表明,合并有意识的和潜意识的反应使我们能够获得将来可以使用的新知识,以提高沟通运动的有效性。我们的调查表明,可以通过神经科学方法协同传统的研究方法获得的好处。
1 美国伯克利劳伦斯伯克利国家实验室科学数据部;2 美国伯克利劳伦斯伯克利国家实验室应用数学与计算研究部;3 美国贝尼西亚 CatalystNeuro;4 美国剑桥麻省理工学院麦戈文脑研究所;5 美国波士顿哈佛医学院耳鼻喉科 - 头颈外科系;6 美国阿什本 MBF 生物科学;7 美国西雅图艾伦脑科学研究所;8 美国斯坦福大学神经外科系;9 美国阿什本霍华德休斯医学研究所珍莉莉亚研究园区;10 美国旧金山卡夫利基础神经科学研究所;11 美国旧金山加州大学生理学与精神病学系; 12 美国伯克利劳伦斯伯克利国家实验室生物系统与工程部;13 美国伯克利加州大学伯克利分校海伦威尔斯神经科学研究所和雷德伍德理论神经科学中心;14 美国伯克利威尔斯神经中心
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目标指导的行为需要有意识和潜意识引起的反应冲突。神经元增益控制增强了加工效率,对于解决方案至关重要,尽管它面临固有的物理限制,但可以通过药理或脑刺激干预措施来增加。这项研究检查了阳极经颅直流电流刺激(ATDCS)和哌醋甲酯(MPH)对冲突处理的影响。健康的成年人(n = 105)执行了一项艰巨的任务,脑电图(EEG)用于评估α和theta带活性(ABA,TBA)。结果表明,将ATDC与MPH相结合的增强认知控制和减少反应冲突比仅与ATDC相结合,尤其是当两种冲突类型的类型共同发生时。ATDC和ATDCS + MPH均表现出(前)补充运动区域中相似的任务诱导的ABA和TBA调制,表明增益控制增强。重叠的额叶中部区域的神经解剖学效应表明,ATDC和MPH具有共同的神经元控制机制,尤其是在高频道/需求的情况下。
1 罗马大学 SAIMLAL 系组织学和医学胚胎学组,00185 罗马,意大利;andrea.giorgi@uniroma1.it(AG);alessia.vozzi@uniroma1.it(AV)2 BrainSigns 有限公司,00185 罗马,意大利;stefano.menicocci@brainsigns.com(SM);biancams.inguscio@uniroma1.it(BMSI);silvia.ferrara@brainsigns.com(SF);fabio.babiloni@uniroma1.it(FB);vincenzo.ronca@uniroma1.it(VR)3 罗马大学分子医学系,00161 罗马,意大利 4 杜克大学古典研究系,达勒姆,北卡罗来纳州 27708,美国; maurizio.forte@duke.edu 5 罗马第一大学艺术与医学人文实验室,00185 罗马,意大利;vincenza.ferrara@uniroma1.it 6 罗马第三大学政治科学系,00145 罗马,意大利;marco.mingione@uniroma3.it 7 玛丽亚 SS. Assunta 自由大学 (LUMSA) 法学、经济学、政治学和现代语言系,00192 罗马,意大利; p.alaimodiloro@lumsa.it 8 罗马大学人类神经科学系,00185 罗马,意大利 9 杭州电子科技大学计算机科学系,杭州 310018,中国 10 罗马大学“Antonio Ruberti”计算机、控制与管理工程系,00185 罗马,意大利 * 通信地址:giulia.cartocci@uniroma1.it † 这些作者对这项工作做出了同等贡献。
人类原发性体感皮质(S1)中的心脏内微刺激(ICM)已被用于成功引起自然的感觉。然而,诱发感觉的背后的神经生理机制仍然未知。要了解特定刺激参数如何引起某些感觉,我们必须首先了解大脑中这些感觉的表示。在这项研究中,我们记录了植入S1,前体皮层和男性参与者的后顶叶皮层的皮质内微电极阵列,执行了体感成像任务。所想象的感觉是在同一参与者的同一阵列中由ICMS先前引起的感觉。在尖峰和局部场上的记录中,神经信号的特征都可用于对不同的想象感觉进行分类。这些功能随着时间的推移而显示稳定。感觉运动皮层仅在图像任务过程中编码想象中的感觉,而后顶叶皮层则用提示呈现开始编码感觉。这些发现表明,感觉体验的不同方面可以从整个皮质感觉网络中的内部记录的人类神经信号分别解码。这些独特的感官表示基础的活动可能会告知刺激参数,以通过ICMS在未来的工作中通过ICMS进行特定的感觉。
该模块着重于生理和病理生理条件下神经元功能的细胞机制及其调节。神经系统的功能取决于其神经元的细胞特性和这些神经元之间的突触连接。为了适应不断变化的任务或环境条件,至关重要的是这些细胞参数是适应性的,并且可以调节。许多脑部疾病与神经元和突触特性的失调或其调节性控制有关。通过讲座,研讨会,实践练习和研究项目的结合,学生了解了研究介导神经元功能的细胞机制的最先进的神经科学方法。参与者将使用单细胞电生理学,标记,光遗传学,小鼠遗传学和神经化学方法分析神经元的功能以及如何研究神经元的功能。实验室工作着重于通过制定和执行严格的实验来进行自设计的研究项目。
摘要:本综述旨在总结目前关于闪烁光的知识以及大脑处理闪烁光时发生的潜在过程。尽管人们对闪烁光的兴趣日益浓厚,但其临床应用仍未得到充分了解。使用 EEG 的研究表明,脑电波频率与闪烁光频率似乎同步,希望它能用于记忆疗法等应用。一些研究人员专注于使用闪烁测试作为唤醒指标,如果能描述这种关系的背景,这可能对临床研究有用。然而,由于闪烁测试有诱发癫痫发作的风险,因此必须尽一切努力避免高风险组合,例如以 15 Hz 闪烁的红蓝光。未来的研究应侧重于使用神经影像方法来描述大脑在处理闪烁光的过程中发生的特定神经心理和神经生理过程,以便初步确定其临床效用,并启动随机临床试验来测试现有报告。
功能磁共振成像(fMRI)是绘制人脑功能的最重要方法之一,但仅对潜在的神经活动进行了间接度量。最近的发现表明,fMRI血液氧合水平依赖性(粗体)信号的神经生理学相关性可能在区域特异性。我们检查了海马和新皮层中fMRI BOLD信号的神经生理学相关性,其中神经结构的差异可能导致各个信号之间的关系不同。用深度电极植入的15例人类神经外科患者(10名雌性,5名男性)进行了无语言召回任务,而电生理活性则同时记录在海马和新皮层部位。同一患者随后在fMRI会议上进行了类似的任务版本。随后的记忆效应(SME)是针对这两种成像模态的计算,作为编码相关的大脑活动的模式,可预测以后的自由回忆。线性混合效应建模表明,大胆和伽马频段中小企业之间的关系通过记录位置的LOBAR位置进行了调节。粗体和高伽玛(70 - 150 Hz)中小型企业在许多新皮层中都具有协变量。这种关系在海马中逆转,在海马中,大胆和高伽玛中小型中小型中小型企业之间存在负相关。我们还观察到内侧颞叶中的大胆和低伽马(30 - 70 Hz)中小型脉冲之间存在负相关关系。这些结果表明,海马中BOLD信号的神经生理学相反与新皮层中观察到的神经生理相反。