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脑机接口

最新发表的12博下载app将大大稳定脑机接口

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卡内基梅隆大学(CMU)和匹兹堡大学(Pitt)的新12博下载app将极大地改善和稳定人机界面。 

这个调查 发表于 自然生物医学工程, 该论文的标题为“基于神经流形对齐的稳定的脑机接口”。

脑机接口(BCI)

脑机接口(BCI)是能够允许残疾人使用他们的思想来控制假肢,计算机诅咒或其他接口的设备。

在临床环境中使用BCI所面临的最大挑战之一是神经记录可能不稳定。由于BCI拾取的信号变化,控制BCI的个人最终可能会失去控制。 

每当这种失控发生时,个人都必须经过重新校准过程。个人必须重置其心理命令与正在执行的任务之间的连接,并且经常必须有另一位技术人员在场。 

威廉·毕晓普(William Bishop)是Janelia Farm Research Campus的12博下载app员。他以前是美国科学部的博士12博下载app生和博士后。 机器学习 at CMU.

“想象一下,如果每次我们想要使用手机使其正常工作时,我们都必须以某种方式校准屏幕,以便它知道我们指向的是屏幕的哪一部分,” says Bishop. “BCI技术的当前水平与此类似。为了使这些BCI设备正常工作,用户必须进行频繁的重新校准。以便’这给用户以及维护设备的技术人员带来极大的不便。”

新的机器学习算法

12博下载app人员提出了一种新的机器学习算法,该算法能够解决变化的信号。即使存在不稳定,个人也可以保持对BCI的控制。12博下载app人员在发现神经种群活动发生在低维的“神经流形”中后,对此进行了12博下载app。 

Alan Degenhart是CMU的电气和计算机工程博士后12博下载app员。

“When we say ‘stabilization,’我们的意思是说我们的神经信号不稳定,可能是因为我们’重新记录不同时间的神经元” says Degenhart. “我们找到了一种方法,可以跨时间获取不同数量的神经元,并利用它们的信息从本质上揭示计算的共同图景,’会在大脑中进行,因此尽管存在神经不稳定因素,仍可对BCI进行校准。”

以前的方法

自我校正方法的先前方法也面临着围绕不稳定性的挑战。与其他方法不同,该方法在重新校准过程中并不依赖于对象表现良好。 

于伦(Byron Yu)是CMU的电气与计算机工程和生物医学工程教授。

“Let’s说不稳定程度如此之大,以至于受试者不再能够控制BCI,” explains Yu. “在这种情况下,现有的自我校准程序可能会遇到困难,而在我们的方法中,’我们已经证明它可以在许多情况下从那些灾难性的不稳定中恢复过来。”

皮特大学(Pitt)神经生物学的博士后12博下载app员艾米莉·奥比(Emily Oby)也谈到了不稳定的问题。 

“神经记录的不稳定性没有很好的表征,但是它’这是一个很大的问题,” says Oby. “There’可以参考的文献不多,但有趣的是,许多使用BCI进行临床12博下载app的实验室必须非常频繁地处理此问题。这项工作有可能大大改善BCI的临床生存能力,并有助于稳定其他神经接口。”

该论文还包括CMU生物医学工程和神经科学12博下载app所教授Steve Chase,Pitt生物工程副教授Aaron Batists和Pitt神经外科副教授Elizabeth Tyler-Kabara。 

该12博下载app由克雷格·尼尔森基金会,美国国立卫生12博下载app院,DSF慈善基金会,美国国家科学基金会,宾夕法尼亚州健康12博下载app部门和西蒙斯基金会资助。 

 

亚历克斯·麦克法兰(Alex McFarland)是一位历史学家和新闻工作者,报道了人工智能的最新发展。