从神经信号中解码语言具有重要的理论和实践意义。先前的研究表明从侵入式神经信号中解码文本或语音的可行性。然而,当使用非侵入式神经信号时,由于其质量低下,面临着巨大的挑战。在本研究中,我们提出了一种数据驱动的方法,用于从受试者听连续语音时记录的脑磁图 (MEG) 信号中解码语言语义。首先,使用对比学习训练多受试者解码模型,从 MEG 数据中重建连续词嵌入。随后,采用波束搜索算法根据重建的词嵌入生成文本序列。给定波束中的候选句子,使用语言模型来预测后续单词。后续单词的词嵌入与重建的词嵌入相关联。然后使用这些相关性作为下一个单词的概率度量。结果表明,所提出的连续词向量模型可以有效利用特定主题和共享主题的信息。此外,解码后的文本与目标文本具有显著的相似性,平均 BERTScore 为 0.816,与之前的 fMRI 研究结果相当。
图 1a 显示了不同形式的神经刺激通常如何用于激活或抑制神经信号(动作电位)。动作电位是细胞膜的去极化,钾和钠等离子通过离子通道穿过细胞膜,从而产生级联效应。激活和抑制都有重要的临床用途:激活可用于恢复因创伤或帕金森病等退行性神经疾病而受损的神经系统部分功能,而抑制功能可以抑制癫痫发作期间大脑的功能障碍区域等。这种控制只是假设的理想设备的众多参数之一,如图 1b 所示。它将是低功耗的,以防止设备发热并延长电池寿命(或理想情况下是无线供电,但保持足够高且可控的功率水平是一项挑战 [9] ),谨慎、无创且兼容磁共振成像 (MRI),[10] 精确,但可远距离控制。它不会通过加热、光化学损伤或电荷积聚来损害组织。它将具有神经元选择性,并且具有易于维持的效果,但也可能
∗ 基金项目 : 国家自然科学基金 (61072135,81971702), 中央高校基本科研业务费专项 (2042017gf0075,2042019gf00720), 湖北
未来市场发展潜力巨大,鼓励政策频出,应用场景广阔。市场端:据麦肯锡2020年研究报告显示,2030-2040年脑机接口全球 每年的市场规模可能在700亿到2000亿美元之间;政策端: 2024 年 1 月,工信部等七部门发布《关于推动未来产业创新发展 的实施意见》,突破脑机融合、类脑芯片、大脑计算神经模型等关键技术和核心器件,研制一批易用安全的脑机接口产 品,鼓励探索在医疗康复、无人驾驶、虚拟现实等典型领域的应用 ;应用端:科研实验平台重视神经创新技术的的研发,具 有交叉融合特色实验支撑的能力。神经影像技术研发、神经计算软件研发、神经电子技术研发等多方面神经技术的研发,对神经 感知、神经调控和神经计算的研究提供技术支持,开展以脑疾病诊治与康复为核心的重大基础科学问题和智能决策、人机交互等 关键技术应用基础研究,布局神经数字疗法、神经电子药物和智能神经康复三个研究方向。
会议报道:从科幻到现实,脑机接口如何连接 AI 与人类智慧? “《黑客帝国》在某种意义上描绘了脑机接口的终极目标:向大脑输入一个完整 的虚拟外部环境并与之双向交互。”上海科技大学生物医学工程学院常任轨助理 教授、计算认知与转化神经科学实验室主任李远宁说道。 近日,由天桥脑科学研究院(中国)主办的“从科幻到现实——人类智能如何与 人工智能融合?”主题活动在上海图书馆东馆举行。 活动上,李远宁与知名科幻作家,银河奖、全球华语星云奖金奖得主江波展开了 跨越科幻与科学的对谈,将脑机接口( Brain Computer Interface , BCI )这项从小 说走向现实、不断引爆学界和产业界热点的技术进行了生动演绎,探索脑机接口 与 AI 融合的无限可能,并客观阐释了从令人遐想的突破性个例到广泛应用的距 离。 脑科学是人类所知甚少的“自然科学最后一块疆域”,也是科幻作品经久不衰的 灵感来源。今年以来,天桥脑科学研究院(中国)发力 AI for Brain Science ,鼓励 AI 和脑科学这两个“黑匣子”互相启发、互相破译。 一方面,研究院已组织了六场 AI for Brain Science 学术会议,促进 AI 科学家、神 经科学家、临床医生、产业界专家和高校年轻学生学者同台共话,分享 AI for Brain Science 相关基础研究和健康应用,系列会议大众总观看 52 万人次,参会领域专 家 800 余人;另一方面,研究院也积极组织“ AI 问脑”系列科普会议,邀请 AI 科 学家、脑科学家展开跨界对谈,激发公众对 AI for Brain Science 的兴趣和探索。 点击此处阅读原文
同时,它将卷积神经网络与传统方法相结合,以基于短时傅立叶变换和连续小波变形的特征提取方法提出特征提取方法。卷积神经网络分类算法使用特征提取算法来提取时间频率特征来制作时间频率图,并使用卷积网络来快速学习分类的功能。测试结果表明,该算法在运动图像脑电图公共数据集中的精度为96%,而自制数据集的精度率约为92%,这证明了算法在运动成像EEG分类中的可行性。
这项工作得到了内蒙古自治区的自然科学基金会项目(编号2019MS08024)抽象非小细胞肺癌(NSCLC是最常见的组织学肺癌类型,在诊断时约有66%的患者中与远处转移有关。大脑是转移的常见部位,在初始诊断时,大约13%的患者在颅内受累。这严重影响了生活质量,并导致预后不良。驱动基因阳性NSCLC脑转移患者的靶向治疗可实现更好的颅内控制率;但是,使用驱动基因阴性NSCLC脑转移的患者的治疗选择有限。近年来,随着免疫疗法的扩展,免疫检查点抑制剂(ICI)已被广泛用于临床实践。ICI与放射疗法结合的治疗方式在治疗驱动基因阴性NSCLC脑转移的患者方面有望。本文回顾了敏感驱动器基因阴性NSCLC脑转移患者的放射治疗与免疫疗法的临床研究进度,目的是为可用的临床治疗方案提供参考。
近年来,人们对磁场对生物系统的影响的研究兴趣浓厚,尤其是与磁感应有关的研究——磁感应是生物体感知地球地磁场以进行导航的能力。目前,有三种公认的主要理论来解释这一有趣的现象。例如,一种假设认为,一些候鸟可能依靠喙中的微小磁性沉积物来定位。然而,由于缺乏确凿的证据,这一想法仍然是研究人员争论的话题。1 另一种有趣的理论认为,某些光敏蛋白(称为隐花色素)存在于选择性动物的眼睛中,可能充当地球磁场的化学探测器。这一想法近年来得到了广泛的关注,但与磁性沉积物假设一样,它也等待进一步的实验验证。磁感应的一个有趣的替代理论围绕磁趋化细菌 (MTB) 展开,这是一种沿着地磁场线定位的微生物。磁感应假说认为,这些与动物共生的细菌可能成为动物磁感应的潜在机制。”2,3 该理论提出,MTB 是长期存在的磁感应之谜的答案。
