Результаты исследования повысят эффективность разработки интерфейсов мозг-компьютер и глубокой стимуляции мозга для лечения неврологических заболеваний. Об этом CNews сообщили представители AIRI.

Ученые из Института искусственного интеллекта AIRI»,Сколтех«, Московский Государственный Университет и ИЭФ РАН впервые математически доказали связь между корковыми бегущими волнами и вращательной динамикой для нейронный данные. Команда применила методы машинное обучение проанализировать пять наборов данных, основанных на экспериментальных наблюдениях за моторной и префронтальной корой обезьян и мышей. Исследование было опубликовано в Научные отчетыученый семейный обзор Природа.

Сегодня одним из самых популярных экспериментов по изучению функционирования мозга при двигательной активности считается анализ движений рук (достигающий эксперимент), записанный с помощью электродов, имплантированных в структуры мозга. При этом научное сообщество традиционно использует две модели интерпретации данных: репрезентативную и динамическую. Согласно репрезентативному подходу, каждый нейрон отвечает за свой параметр движения конечности: ускорение, скорость и направление движения руки, ее угол и другие характеристики.

Тогда как динамическая модель рассматривает двигательную активность в целом как объект исследования, ориентируясь не на отдельные нейроны, а на их общую динамику.

В ходе исследования, работа над которым длилась с осени 2022 года, ученые предложили отойти от конкурирующих гипотез и сосредоточиться исключительно на волновом анализе. Помимо демонстрации связи между двумя явлениями мозга — бегущими волнами коры и динамикой вращения — команда представила два метода количественной оценки волны.

Таким образом, первый метод — оценка кривизны волны без сжатия данных — позволяет анализировать обороты и скорость волны в 2D-проекции без потери полезной информации. С помощью другого параметра — плоскости вращения — аналитики могут выражать векторы и строить двумерные графики для отображения волновых характеристик с динамикой изменения. Второй метод, оценка мощности вращения, позволяет оценить истинную динамику активности нейронов в данных и сравнить их друг с другом, одновременно наглядно демонстрируя, как двумерная проекция искажает исходные данные.

ЧИТАТЬ   Realme выпустит смартфон, разработанный совместно с Rolex

«Отличительной особенностью нашей работы был акцент на природе волн с точки зрения науки о данных. Группа не пыталась поддержать динамическую или репрезентативную модель, поскольку любая модель сводится к интерпретации: исследователи получают информацию и на ее основе делают выводы. Нашей целью был математический подход со строгими требованиями и условиями — этот подход расширил бы существующую научную картину мира. Предлагаемые нами методы будут полезны учёным при разработке нейрокомпьютеров. интерфейсы а в изучении стимуляции мозга – направление нейробиологияизучение возможностей уход неврологические заболевания», — сказал Екатерина Кузьминаавтор исследования, младший научный сотрудник лабораторной группы Strong AI in Medicine из Института AIRI.

***

Научно-исследовательский институт искусственного интеллекта ВОЗДУХ — автономная некоммерческая организация, занимающаяся фундаментальными и прикладными исследованиями в области искусственный интеллект. На сегодняшний день более 90 исследователей AIRI участвуют в исследовательских проектах Института, сотрудничая с мировым сообществом развития, академическими и отраслевыми партнерами.

Source

От admin