Vyviňte metodu mozku, abyste byli schopni ovládat zařízení v reálném čase

Vyviňte metodu mozku, abyste byli schopni ovládat zařízení v reálném čase

souhrn: Výzkumníci zkoumají synchronizaci oblasti mozku, aby pomohli řídit rozhraní mozek-stroj.

zdroj: UPF Barcelona

Ještě před několika desetiletími se možnost připojení mozku k počítači za účelem přeměny nervových signálů na hmatatelné akce zdála jako něco ze sci-fi.

Ale v posledních letech došlo v tomto ohledu k určitému vědeckému pokroku, s takzvanými BCI (Bran-Computer Interfaces), které vytvářejí komunikační mosty mezi lidským mozkem a počítači.

Nedávná studie UPF pokračuje v tomto směru a poskytuje nové příspěvky k navázání na tento velmi žádaný neurovědecký úspěch.

Závěry studie, kterou provedlo Centrum pro mozek a kognici UPF (CBC), jsou předmětem článku zveřejněného 7. února v časopise. eNeuros názvem „Alfa synchronizace na dlouhé vzdálenosti jako řídicí signál pro BCI: studie proveditelnosti“, byla napsána společně s Martínem Esparzou-Iaizzem (UPF a University College of London), Salvadorem Soto-Faraco (UPF a ICREA) a Irene Vigué-Guix (UPF), Mireia Torralba Cuello (UPF) a Manuela Ruzzoli (baskické centrum pro kognitivní mozek a jazyk).

Jednou z hlavních současných výzev v neurovědě je určit, které mozkové signály jsou dostatečně silné k ovládání zařízení v reálném čase. Neurovědci již přišli se zařízeními, která lze ovládat myslí pouze pomocí aktivity jedné nebo několika oblastí mozku.

To však stále nelze provést komunikací a synchronizací mezi různými oblastmi mozku. Článek, který jste zveřejnili eNeuro Významně přispívá k pokroku směrem k tomuto cíli.

Mozková aktivita při úkolech s vizuoprostorovou pozorností

Tato studie je založena na analýze mozkové aktivity 10 subjektů během úkolu s vizuoprostorovou pozorností, provedením až 200 měření pro každý subjekt a opírá se o koncept cross-horizontals: to, co vidíme na pravé straně zorného pole, je reprezentováno levou hemisférou mozku a na rozdíl od So, to, co vidíme nalevo, je zastoupeno v pravé hemisféře.

Hladiny mozkového signálu známého jako alfa pás se snižují na hemisféře, kde jsou zastoupeny obrazy, které pozorujeme. Vědci porovnávají rozdíly v hladinách alfa pásem s plaky na váhové škále. Právě na straně váhy, na kterou je zatíženo větší závažím, jdou jejich pláty ve větší míře dolů, zatímco na straně s menší váhou mají tendenci stoupat.

READ  NASA studuje softwarové opravy pro Hubble Sideways Space Telescope

Totéž platí pro úrovně alfa pásem: na hemisféře na straně, kde jsou znázorněny obrázky, hladiny alfa pásem klesají nejvíce, zatímco na opačné polokouli stoupají. Je třeba si uvědomit, že pásmo alfa potlačuje excitabilitu neuronů, proto způsobuje stav relaxace skupin neuronů. Proto není divu, že jeho hladina je nižší v hemisféře mozku, která zpracovává obrazy.

Je třeba také poznamenat, že mozek je rozdělen do různých oblastí, které komunikují synchronizací svých nervových fluktuací, například v oblasti alfa. Konkrétně bylo jedním z cílů výzkumu analyzovat, zda dlouhodobá synchronizace alfa pásma mezi oblastmi mozku představuje lateralizační vzorce, což autoři studie potvrdili.

Konkrétně, pokud se zaměříme doprava, zvýší se konektivita mezi frontálními a parietálními oblastmi levé hemisféry, a pokud se zaměříme doleva, zvýší se konektivita mezi těmito stejnými oblastmi pravé hemisféry.

Až dosud bylo možné signály z domény alfa, se kterou komunikují frontální a parietální oblasti mozku, plně zachytit pouze sloučením dat z různých měření, nikoli prostřednictvím jediného experimentu. Jedním z dalších cílů studie proto bylo přesně prozkoumat, jak jsou tyto neurální vzorce zachyceny na jediné testovací úrovni, což umožňuje generování řídicího signálu pro aktivaci zařízení prostřednictvím rozhraní mozek-počítač v reálném čase.

Jednou z hlavních současných výzev v neurovědě je určit, které mozkové signály jsou dostatečně silné k ovládání zařízení v reálném čase. Obrázek je ve veřejné doméně

K dosažení tohoto cíle hlavní výzkumník Martín Esparza-Iaizzo vysvětluje, že jeho studie přispívá z metodologického hlediska: „Novinkou studie je, že na rozdíl od předchozích studií používá měření synchronizace mezi parietálními a frontálními oblastmi v úroveň každého jednotlivého pokusu, spíše než ve sdružených datech.“ „,“

Varuje však, že omezení současných EEG pro dosažení tohoto cíle byla zaznamenána:

„Současné EEG má omezení z hlediska prostorového rozlišení a šumu v důsledku dýchání, srdeční činnosti a tak dále.“

Výsledky tohoto výzkumu však poskytují dobrý základ pro budoucí výzkum. V tomto smyslu Esparza-Iaizzo uzavírá: „Naše studie nabízí dobrou metodologii pro demonstraci toho, že ve skutečnosti v současnosti nelze synchronizaci zavést do oblasti systémů s přehráváním v reálném čase. Doufáme, že poslouží jako vzorem pro budoucí pokusy.“

READ  Trampolína je nyní globální: NASA a Roskosmos se dohodly na výměně sedadel

Viz také

Zobrazuje ženu, která voní květinu

O tomto hledání neurotechnologických novinek

autor: tisková kancelář
zdroj: UPF Barcelona
sdělení: Tisková kancelář – UPF Barcelona
obrázek: Obrázek je ve veřejné doméně

Původní vyhledávání: Uzavřený přístup.
Alfa synchronizace na dlouhé vzdálenosti jako řídicí signál pro BCI: studie proveditelnostiAutor: Martín Esparza-Iaizzo a kol. eNeuro


shrnutí

Alfa synchronizace na dlouhé vzdálenosti jako řídicí signál pro BCI: studie proveditelnosti

Posuny v prostorové pozornosti jsou spojeny se změnami v aktivitě alfa pásma (α, 8–14 Hz), konkrétně s hemisférickou nerovnováhou. Základní mechanismus byl připisován lokální a-synchronizaci, která reguluje lokální inhibici neuronální excitace, a fronto-parietální synchronizaci, která obrací konektivitu na dlouhé vzdálenosti.

Směrově specifická povaha tohoto neurálního spojení propůjčuje jeho potenciál jako řídicí signál v rozhraních mozek-počítač (BCI). V této studii jsme zkoumali, zda dlouhodobá α-synchronizace představuje laterální fenotypy závislé na dobrovolné direktivitě pozornosti a zda lze tyto nervové vzorce zachytit na úrovni jediné studie, aby poskytly kontrolní signál pro aktivní BCI. Shromáždili jsme elektroencefalografická (EEG) data od kohorty zdravých dospělých (n = 10) při provádění úlohy skryté visuoprostorové pozornosti (CVSA).

Data ukazují laterální vzor spojení fáze alfa pásu mezi frontálními a parietálně-okcipitálními oblastmi po prezentaci cíle, což replikuje předchozí nálezy. Tento vzorec však nebyl zřejmý během intervalu navádění signálu k cíli, což je ideální časový rámec pro BCI. Navíc dekódování směru pozornosti – pokus za pokusem – z uzavřené synchronizace s podpůrnými vektorovými stroji (SVM) bylo na úrovni náhody.

Současná zjištění naznačují, že EEG nemusí být schopen detekovat dlouhodobou α-synchronizaci ve vedení pozornosti na základě jediné studie, což zdůrazňuje omezení tohoto opatření jako spolehlivého signálu pro kontrolu BCI.

READ  Tito inženýři vytvořili zcela nový přístup k recyklaci plastů

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *