Интерфейсы мозг-компьютер. Часть 2. Моторные интерфейсы
Всем привет!
Продолжение вот вот этой статьи. Интерфейсы мозг-компьютер. Часть 1. Речевые интерфейсы
Моторные интерфейсы позволяют соединить мозг и какие то внешние приводы. Ярким примером такого интерфейса может служить любое нейроуправление экзоскелета.
Ну куда чаще его применяют для управления протезами.
Интерфейс мозг-машина для управления движением пальцев
Одно из направлений исследования интерфейса мозг-машина (ИММ) - разработку усовершенствованных нейронно-контролируемых протезов для восстановления или замены двигательной функции у пациентов с параличом верхней конечности. Чтобы развить высокоэффективный моторный ИММ, необходимо понимать, как сигналы, полученные от нервных имплантатов, кодируют грубые и тонкие движения верхних конечностей.
Электрокортикография (ЭКоГ) широко изучалась для моторного декодирования и контроля сигналов. По сравнению с другими инвазивными и неинвазивными методами нейронной записи, ЭКоГ обеспечивает хороший компромисс между степенью охвата, качеством сигнала и стабильностью сигнала.
Хотя принципы представления движений рук и пальцев в моторной коре не до конца понятны, некоторая степень разделимости может быть обнаружена в сигналах ЭКоГ, записанных с сенсомоторной коры во время движений отдельных пальцев.
Сетка ЭКоГ с высокой плотностью 8 × 16 была имплантирована субдурально в сенсомоторные области 20-летнего мужчины, страдающего трудноизлечимой эпилепсией. Матрица высокой плотности охватывала центральную борозду предполагаемых сенсомоторных областей руки.
Предварительное картирование высокой гамма-активации на сетке hd-ECoG было выполнено с использованием задачи постукивания пальцем и пассивной вибротактильной стимуляции.
Иерархический классификатор использовался для предсказания того, какой палец двигался, на основе корреляторов гамма движений пальцев. Классификатор сначала произвел двоичную классификацию того, двигается ли палец или нет. Если движение пальца имело место, то выполнялась последующая 5-ступенчатая классификация того, какой палец двигался.
Исследование впервые показало, что сигналы ЭКоГ, записанные с сенсомоторной коры головного мозга человека, могут быть использованы для онлайн-контроля движений отдельных пальцев на подвижной протезной руке.
Модель декодирования, использованная в этом исследовании, не требовала длительного периода обучения или изучения нового отображения для управления движениями пальцев. Вместо этого она извлекала информацию из нейронных сигналов, связанных с движениями пальцев, что позволяло естественным образом управлять пальцами протеза. Анализируя точность декодирования нейронных активаций, которые предшествуют временной шкале сенсорной обратной связи, авторы обнаружили, что, вероятно, ИМК может обеспечить индивидуальный контроль пальцев даже при отсутствии сенсорной афферентной информации, например, в случае пациентов с травмами спинного мозга.
Спасибо за внимание. Подписываемся и всё такое.
https://www.facebook.com/Exomech
https://www.instagram.com/exomech_official
И наш дискорд где можно про все это поговорить и спросить!
Источники
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-57132-4_2
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-57132-4_3
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-57132-4_4
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-57132-4_6
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-57132-4_8
Лига Биоников
113 постов708 подписчиков
Правила сообщества
Стандартные правила
Оскорбления, провокации, токсичное общение, слишком частый флуд, наезды, жирный троллинг - выдаем 2 предупреждения, на третий раз бан.