新的研究显示非侵入性脑成像可以分辨出手势

加州大学圣地亚哥分校的研究人员已经找到一种方法来区分手势,人们正在通过检查只能从非侵入性脑成像数据,从自己手中没有信息。结果早期介入开发一种非侵入式脑机接口,总有一天会让患者瘫痪,截肢或其他物理挑战使用他们的头脑来控制一个设备,协助日常任务。

这项研究最近在《华尔街日报》发表之前,打印大脑皮层,是迄今为止最好的结果在区分单手手势使用一个完全非侵入性技术,在这种情况下,脑磁图描记术(MEG)。

“我们的目标是绕过入侵组件”,说文章的资深作者Mingxiong黄博士,高通梅格中心研究所的主任在加州大学圣地亚哥分校。黄也隶属于电子和计算机工程系在加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院和加州大学圣地亚哥医学院放射学以及退伍军人事务部(VA)圣地亚哥医疗体系。“MEG提供开发一种安全、准确的选择脑机接口这可能最终帮助病人。”

研究人员强调了梅格的优势,它使用一个头盔使用嵌入式306 -传感器阵列检测神经元电流产生的磁场中神经元之间的移动大脑。交替的脑机接口技术包括electrocorticography (ECoG),这就需要手术植入大脑的电极表面,和头皮脑电图(EEG),位于大脑活动不精确。

“梅格,我可以看到大脑思维没有起飞头骨和把电极放在大脑本身,”研究的合著者罗兰Lee说,医学博士,加州大学圣地亚哥分校梅格中心主任高通研究所,放射学名誉教授加州大学圣地亚哥分校医学院的医生和VA圣地亚哥医疗体系。“我只需要把梅格头盔在他们的头上。没有内植入电极,可以打破头;没有昂贵的,微妙的脑部手术;不可能的脑部感染。”

李把梅格的安全比作病人的体温。“梅格措施推出磁能你的大脑,就像温度计测量身体产生的热量。使其完全非侵入性和安全。”

石头纸剪刀

当前的研究评估使用梅格的能力区分手势由12个志愿者主题。志愿者配备了梅格头盔和随机指示一个在游戏中使用的手势石头纸剪刀这类(如先前的研究)。梅格功能信息叠加在MRI图像,提供对大脑结构信息。

解释数据生成、翳风(“特洛伊”)但是,电子和计算机工程博士生在加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院论文的第一作者,写了一个高性能的称为MEG-RPSnet深度学习模型。

“这个网络的特点是,它结合了空间和时间的特性同时,”布说。“这是最主要的原因是比以前的模型。”

研究结果在时,研究人员发现,他们的技术可以用来区分手势有超过85%的准确率。这些结果与之前的研究的一个小得多的样本容量使用侵入性ECoG脑机接口。

该小组还发现,梅格测量只有一半的大脑区域采样可能产生的结果只有一个小精确度损失(2 - 3%),表明未来梅格头盔可能需要更少的传感器。

展望未来,但指出,“这项工作建立基础为未来MEG-based脑机接口的发展。”

除了黄、李和Bu、文章,“Magnetoencephalogram-based手势解码使用深度学习脑机接口,“是由黛博拉·l·哈林顿,沈钱,安玛丽Angeles-Quinto VA圣地亚哥的医疗体系和加州大学圣地亚哥分校医学院的;海登汉森VA圣地亚哥医疗系统;贾里德·鲍姆加特纳(Ji,问Hernandez-Lucas,道歌和莎朗·尼克尔斯加州大学圣地亚哥分校医学院的;Dewleen贝克的VA卓越中心的压力和心理健康和加州大学圣地亚哥分校医学院的;Imanuel Lerman加州大学圣地亚哥分校,医学院和弗吉尼亚州的卓越中心的压力和心理健康;和拉梅什拉奥(高通研究所主任),陀林和加州大学圣地亚哥分校的鑫明你。