蒙納士大學：新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過動態(tài)大腦活動解釋人類行為
蒙納士大學（Monash University）的一個國際研究團隊發(fā)現(xiàn)了一種新方法，可以分析大腦中的信號，以評估我們?nèi)绾慰刂迫粘Ｐ袨椤?/em>
PSID算法可以釋放解碼大腦信號的潛力，并使患者能夠用自己的思想控制治療設(shè)備。
神經(jīng)動力學分析探討了諸如移動手臂、抓取物品、言語和語言等行為與大腦內(nèi)部運作的聯(lián)系。
蒙納士大學的一項研究發(fā)現(xiàn)了一種新的方法——可以分析大腦中的信號來評估我們?nèi)绾慰刂谱约旱娜粘Ｐ袨椤?/span>
一個國際研究小組發(fā)現(xiàn)了一種新方法，可以分析大腦中的信號，以評估我們?nèi)绾慰刂迫粘Ｐ袨椤?/strong>
來自蒙納士大學、南加州大學和紐約大學的研究人員創(chuàng)建了一種新的“優(yōu)先子空間識別”（PSID）算法，該算法可以通過學習大腦信號與觀察到的行為之間的關(guān)系，從大腦信號中提取與行為相關(guān)的動態(tài)。
要理解大腦是如何工作的，一個主要的挑戰(zhàn)是找到我們大腦活動的動態(tài)和它控制的行為之間的聯(lián)系，比如移動你的手臂和用手指抓東西。
蒙納士大學電氣與計算機系統(tǒng)工程系和蒙納士生物醫(yī)藥發(fā)現(xiàn)研究所的研究合著者王彥博士說，未來，這種算法將釋放解碼大腦信號的潛力，讓患者用大腦控制治療設(shè)備。
由南加州大學的助理教授Maryam Shanechi領(lǐng)導的這項研究近日發(fā)表在《自然神經(jīng)科學》上。
“模擬神經(jīng)動力學對于研究或解碼行為上可測量的大腦功能是必不可少的，例如運動規(guī)劃、啟動和執(zhí)行、言語和語言、情緒、決策，以及像運動震顫這樣的神經(jīng)功能障礙。我們也可以用它來測量大腦的內(nèi)部狀態(tài)，比如口渴或饑餓。”王博士說。
例如，將來我們可以使用此算法來幫助提高針對四肢癱瘓者的腦機接口的性能。
“如果我們能更好地理解大腦是如何表現(xiàn)復雜行為的，比如伸手，那么我們就可以建立更好的算法，從大腦中提取信息?！?/span>
研究小組將PSID應(yīng)用于兩名進行3D伸展和抓握的受試者的神經(jīng)活動，發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)動力學的新特征。
研究結(jié)果顯示，PSID顯示行為相關(guān)的動力學比其他暗示的要低得多，該算法還發(fā)現(xiàn)了更能預測行為的不同旋轉(zhuǎn)動力學，并且更準確地學習了每個關(guān)節(jié)和記錄通道的行為相關(guān)動力學。
王博士認為，這些發(fā)現(xiàn)為監(jiān)測和評估四肢癱瘓和神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的大腦模式帶來了希望，預示著神經(jīng)科學的臨床進展。
“與神經(jīng)動力學建模（NDM）不同，我們的方法結(jié)合了神經(jīng)活動和行為，通過學習來識別兩者和項目之間的子空間，并通過學習，預測可能的行為結(jié)果的程度?！蓖醪┦空f。
“與NDM相比，我們發(fā)現(xiàn)PSID在近27個手臂和手指關(guān)節(jié)角度、3D端點運動學以及幾乎所有跨區(qū)域記錄的單獨通道中，更地學習行為相關(guān)的神經(jīng)動力學?！?/span>
助理教授Maryam Shanechi（南加州大學）在Yan Wong博士（紐約大學、蒙納士大學）、Omid Sani和Hamidreza Abbaspourazad（南加州大學）的支持下領(lǐng)導了研究團隊。
欲下載題為“通過優(yōu)先子空間識別（PSID）建立行為相關(guān)神經(jīng)動力學模型”的研究論文副本，請訪問www.doi.org/10.1038/s41593-020-00733-0。
