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人工感觉记忆 | DR-NTU
DOI：10.1002/（（请添加稿件编号）） 文章类型：评论 人工感觉记忆 万昌金、蔡平强、王明、钱燕、黄伟*、陈晓东* 万昌金博士、蔡平博士、王明博士、陈晓东教授 柔性设备创新中心（iFLEX）、马克斯普朗克 - NTU 人工感官联合实验室、南洋理工大学材料科学与工程学院，新加坡南洋大道 50 号，639798 电子邮件：chenxd@ntu.edu.sg 钱英教授、黄伟教授 有机电子与信息显示重点实验室和先进材料研究所、南京邮电大学江苏省国家先进材料协同创新中心（SICAM），南京市文源路 9 号，210023，中国 黄伟教授 西北工业大学陕西柔性电子研究所，西安， 710072 中国 电子邮件: iamwhuang@nwpu.edu.cn 摘要
利用灵长类和啮齿类动物的脊髓刺激产生人工感觉
通讯作者：Amol P. Yadav，博士，印第安纳大学医学院神经外科系，印第安纳波利斯，IN 46202，apyadav@iu.edu。致谢作者声明 Amol P. Yadav：概念化、方法论、软件、调查、形式分析、资金获取、监督、写作 — 原始草稿、写作 — 审阅和编辑 Shuangyan Li：方法论、调查、形式分析、写作 — 审阅和编辑 Max O. Krucoff：概念化、方法论、资金获取、写作 — 审阅和编辑 Mikhail A. Lebedev：概念化、写作 — 审阅和编辑 Muhammad M. Abd-El-Barr：方法论、写作 — 审阅和编辑 Miguel AL Nicolelis：资源、资金获取、监督、写作 — 审阅和编辑作者贡献 APY、SL、MOK 和 MAL 设计实验，APY 和 SL 进行啮齿动物实验和手术，MOK 和 MMA 进行灵长类动物手术，APY 进行灵长类动物实验，APY 和 SL 分析数据，APY 起草手稿，所有作者编辑手稿，MALN 监督工作。
操纵杆和感觉系统设计 - DTIC
现代固定翼和旋转翼飞机广泛使用不同的飞行员辅助系统来确保对飞机的控制。本卷总结了过去几年该领域的经验教训，以及手柄力归还系统的当前知识状况的总结。II 检查空气动力学人工感觉装置、伺服驱动器和肌肉感觉电路。特别致力于设计理念的审查，重点是现代不可逆飞行控制系统。这项工作还提出了未来研究工作的发展轴。
职业 - 探索和技能 - 训练 - 使用虚拟现实 -
对大脑的基于工作的学习●在一项研究中，“ VR增强了局部相互作用，激活了功能模块之间的更健壮和广泛的途径，并改善了全球整合，全球隔离和同时的局部隔离”*●“虚拟现实（VR）模拟了一个人工感觉世界，在该世界中，用户可以与各种虚拟项目和环境进行交互，并成为一种集成的刺激，尤其是在皮质系统中……。这种灵活，沉浸式和用户友好的交互技术可以改善认知和记忆功能……●通过激活神经可塑性来实现这种功能改进，这是Cortex编码体验并学习新行为并响应环境变化的新行为的过程“…
基于CRISPR的功能基因组学用于神经系统疾病
摘要 - 电代理（ECOG）基于双向（BD）脑部计算机界面（BCIS）是即将到来的技术，有望帮助恢复具有运动和感觉效果的人的功能。这种范式的一个主要问题是，引起人工感觉所需的皮质刺激会产生强大的电伪影，从而通过饱和记录记录放大器或掩盖使用的使用神经信号来破坏BCI操作。即使使用最新的硬件伪影方法，仍然需要强大的信号处理技术来抑制数字后端存在的残留伪像。在此，我们使用临床神经刺激程序中记录的ECOG数据进行了保释前和无效伪影方法的有效性。我们的方法达到了21.49 dB的最大伪像压力，并显着增加了频域中无伪影频率的数量。这种性能超过了更传统的独立组件分析方法，同时保留了降低的复杂性并提高了计算效率。
硬膜下皮质电刺激中的伪影传播
通过脑皮层电图 (ECoG) 进行皮层刺激可能是在双向脑机接口 (BD-BCI) 中诱导人工感觉的有效方法。然而，电刺激引起的强电伪影可能会显著降低或掩盖神经信息。详细了解刺激伪影通过相关组织的传播可能会改进现有的伪影抑制技术或启发开发新的伪影缓解策略。因此，我们的工作旨在全面描述和模拟硬膜下 ECoG 刺激中伪影的传播。为此，我们收集并分析了四名患有癫痫并植入硬膜下 ECoG 电极的受试者的雄辩皮层映射程序数据。从这些数据中，我们观察到伪影在所有受试者的时间域中都表现出锁相和棘轮特性。在频域中，刺激导致宽带功率增加，以及基频刺激频率及其超谐波的功率爆发。伪影的空间分布遵循电偶极子的电位分布，在所有受试者和刺激通道中，拟合优度中值为 R 2 = 0.80。高达 ± 1,100 µ V 的伪影出现在距离刺激通道 4.43 至 38.34 毫米的任何地方。这些时间、光谱和空间特性可用于改进现有的伪影抑制技术，启发新的伪影缓解策略，并有助于开发新的皮质刺激方案。总之，这些发现加深了我们对皮质电刺激的理解，并为未来的 BD-BCI 系统提供了关键的设计规范。
Ministab 系统描述
德克萨斯州大草原市，以自动飞行控制系统 (AFCS) 的形式为 TH-57 提供基本的 IMC 飞行能力。MINISTAB 系统设计为三轴透明飞行控制系统。在俯仰和滚转轴上，它提供速率阻尼、姿态保持，并结合了力配平功能。偏航增强提供速率阻尼和相对航向保持。系统的俯仰和滚转增强基本上独立于偏航增强运行。此外，在巡航飞行方案中，系统还提供高度保持功能。MINISTAB 设计为透明的 AFCS，这意味着系统的控制输入对操作员来说是看不见的，操作员可以随时用驾驶舱飞行控制输入覆盖 AFCS。这些类型的 AFCS 输入，其中 AFCS 在后台进行飞行控制输入而操作员不知情，被称为“内环”。换句话说，操作员在飞行时不必主动考虑使用 AFCS 系统。由于飞行控制系统采用液压增压设计，力配平旨在为操作员提供人工感觉。AFCS 系统使用与飞行控制液压增压伺服器一起安装的串联执行器。因此，MINISTAB 输入到飞行控制系统中的方式是“内环”方式，即操作员无法在周期性、集体或偏航踏板中检测到 MINISTAB 输入。附件 (1) 中给出了 MINISTAB 操作的流程图。该系统由 3 台计算机（每个控制轴一台）、3 个配平阻尼单元 (TDU)、一台空气数据计算机、3 个执行器、执行器位置指示器、MINISTAB 控制器、接线盒、周期式握把配平开关和踏板配平微动开关组成。MINISTAB 控制器 安装在飞行员之间的中央控制台上的控制面板（图 2）旨在
结合刺激与双模电荷平衡和时域流水线记录的 CMOS BD-BCI
基于皮层脑电图 (ECoG) 的双向脑机接口 (BD-BCI) 引起了越来越多的关注，因为：(1) 需要同时进行刺激和记录以恢复人类的感觉运动功能 [1] 和 (2) 良好的空间分辨率和信号保真度以及临床实用性。在刺激方面，这种 BD-BCI 可能需要 >10mA 的双相电流来引发人工感觉，以及 >20V 的电压顺应性以适应各种生物阻抗 [1]。两个刺激相之间的电荷不匹配会导致电压积累，从而造成电极腐蚀和组织损伤。现有的电荷平衡 (CB) 技术，例如电荷包注入 (CPI) [2] 和基于时间的电荷平衡 (TCB) [1]，会在脉冲间隔内产生 CB 电流，导致不必要的二次感觉和过度的刺激伪影 (SA)。对于记录，低输入参考噪声 (IRN) 是获取小神经信号 (NS) 所必需的，而大动态范围 (DR) 则是容纳大 SA 所必需的。现有的记录系统采用 SAR [1] 或连续时间 delta-sigma (CT-ΔΣ) [3] ADC（图 4）。前者由于 DAC 不匹配而具有有限的 DR，而后者则受到环路延迟内大幅度尖锐 SA 引起的失真的影响。尽管在 [4] 中，ΔΣ-ADC 的采样频率会自适应地变化以适应 SA，但所需的稳定时间很长。为了解决上述问题，本文提出了一种基于 ECoG 的 BD-BCI，其中包括：(1) 具有双模基于时间的电荷平衡 (DTCB) 的高压 (HV) 刺激系统和 (2) 高动态范围 (HDR) 时域流水线神经采集 (TPNA) 系统。图 1 描绘了所提出的 BD-BCI。刺激系统包括 4 个刺激器，每个刺激器包括一个 8 位分段电流控制 DAC 和一个 HV 输出驱动器，用于生成刺激脉冲。为了执行 CB，每个刺激器都采用具有 2 种模式的 DTCB 环路，即无伪影 (AL) TCB 和脉冲间有界 (IB) TCB 模式。3 阶 II 型 PLL 为基于时间的量化创建所需的时钟。记录系统有 4 个通道，每个通道都采用低增益模拟前端 (LG-AFE)、HDR 电压时间转换器 (VTC)、两步流水线 (TSP) TDC 和一个数字核心，其中操作模式由状态机控制。受 [1] 的启发，所提出的 DTCB 的工作原理如图 2 所示。AL-TCB 监测电极电压 V ESn -V CM （1≤n≤N；此处，N=4）并调整后续刺激脉冲的幅度而不产生额外的 SA，而当 |V ESn -V CM | 过大而需要立即去除电荷时，IB-TCB 在下一个刺激脉冲之前完成 CB。在第一个 T CC 开始时，如果 |V ESn - V CM |≤V TH,AL （V TH,AL 是标志着需要立即去除电荷的过电位阈值），则 AL-TCB 导通，并且 V ESn - V CM 在第一个 T CC 周期内由 VTC 和 TDC 数字化。然后将数字数据 D TDCn 馈送到通道间干扰消除 (ICIC) 模块，该模块可补偿由于多极刺激导致的通道间干扰 (ICI) 引入的电压误差。接下来，数字直流增益增强器 (DDGB) 有助于提高 CB 精度，而不会降低 AL-TCB 环路稳定性。为了执行 CB，AL-TCB 的电流（例如，I AL-Cn ）（其大小由 DDGB 输出 D ALn 控制）被添加到后续刺激电流中以调整其大小。相反，仅当 |V ESn -V CM |>V TH,AL 时，IB-TCB 才会开启并在一个 T IP 内的几个 T CC 中执行 CB，直到 |V ESn - V CM |