从大脑信号中解读眼动运动,使用内血管神经接口来解读
Suleman Rasheed1,2,3, James Bennett3,4, Peter E Yoo3,4
1Department of Biomedical Engineering, The University of Melbourne, Melbourne, Australia.
Journal of neural engineering
|October 3, 2025
概括
这项研究表明,在ALS患者中,内血管眼运动脑电脑接口 (BCI) 是可行的,使用Stentrode设备解码眼动,以恢复潜在的通信.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 康复技术 康复技术 康复技术
背景情况:
- 眼运动脑电脑接口 (BCI) 将神经活动转化为控制眼动的控制命令.
- 以前的BCI研究通常需要在动物身上进行侵入性植入,或者在人类身上使用人工EEG数据.
- 肌缩侧面硬化症 (ALS) 患者经历了渐进的运动神经元损失,影响了沟通能力.
研究的目的:
- 为了证明在患有ALS的患者中进行微侵袭性内血管眼运动BCI的可行性.
- 使用在补充运动区域附近植入的Stentrode设备来获取神经信号.
- 解码萨卡德发作和方向,以便在ALS中恢复潜在的通信.
主要方法:
- 记录了一名ALS参与者的内血管EEG和目光数据,该参与者执行了萨卡德任务 (视觉指导和自由视觉).
- 预先处理的神经信号以删除文物和缩小样本数据.
- 使用随机森林算法与时间/频率域特征和原始时间序列数据分类的saccade开始和方向.
主要成果:
- 识别了与自由观看的冲动相关的独特的神经反应,以低频同步低于15赫兹的形式出现.
- 实现了稳健的萨卡德发病分类,曲线下的面积 (AUC) 评分为0.88 (会议内) 和0.86 (跨会议).
- 证明了萨卡德方向解码与会内AUC得分高达0.75对二进制比较.
结论:
- 这项概念验证研究验证了ALS患者内血管眼运动BCI的可行性.
- 这些发现为开发人类受试者先进的眼运动BCI奠定了基础.
- 这项技术有望恢复严重运动障碍患者的通信和控制.
