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非人類靈長類動物聽到我們的聲音

布朗大學的一個研究小組已經使用腦計算機接口從非人類靈長類動物大腦中記錄的神經信號中重建英語單詞。研究人員說,這可能是開發腦植入物的一步,可以幫助聽力受損的人。

“我們要做的是記錄與原發有關的次級聽覺皮層中神經興奮的複雜模式博客娛樂城人們聽到了特定的字眼,”布朗工程學院教授Arto Nurmikko說娛樂城註冊送500布朗卡尼腦科學研究所首席研究員,該研究的高級作者。 “然後,我們使用該神經數據以高保真度重建那些單詞的聲音。

“總體目標是更好地理解靈長類動物大腦中聲音的處理方式,” Nurmikko補充說,“這最終可能會導致新型的神經捕魚達人攻略假體。”

在人類和非人類靈長類動物中,涉及聲音初始處理的大腦系統是相似的。處理的第一階段發生在所真錢麻將app謂的主要聽覺皮層中,它根據音調或音調等屬性對聲音進行分類。然後,信號移至次級聽覺皮層,並在此進一步處理。例如,當某人正在聽口語時,這就是聲音由音素分類的最簡單的功能,使我們能夠將一個單詞與另一個單詞區分開。之後,信息被發送到大腦的其他部分進行處理,從而使人們能夠理解語音。

但是由於在人類和非人類靈長類動物中聲音的早期處理都是相似的,因此請學習信用卡娛樂城即使他們可能不理解這些單詞的含義,也要對其進行處理。

在這項研究中,兩個豌豆大小的植入物(帶有96通道微電極陣列)記錄了神經元的活動,而恒河猴則聆聽了單個英語單詞和獼猴的錄音。在這種情況下,獼猴聽到了相當簡單的一個或兩個音節的單詞-“樹”,“好”,“北方”,“板球”和“程序”。

研究人員使用專門開髮用於識別與w相關的神經模式的計算機算法處理了神經記錄。皇璽會娛樂城第一個字。從那裡,神經數據可以轉換回計算機生成的語音。最終,該團隊使用了多個指標來評估重建的語音與獼猴聽到的原始口語單詞的匹配程度。研究表明,所記錄的神經數據產生了高保真度的重構,聽眾可以清楚地看到。

指某東西的用途2019娛樂城推薦 研究人員說,記錄這種複雜聽覺信息的多電極陣列是第一個。

“以前,工作是用單個電極從次級聽覺皮層收集數據的,但據我們所知,這是大腦這一部分的第一個多電極記錄,” Nurmikko說。 “從本質上講,我們有近200個微觀偵聽帖子,它們可以為我們提供所需數據的豐富性和更高的分辨率。”

博士生威力彩開獎直播李繼勳(Jihun Lee)領導的這項研究的目標之一是測試是否有任何特定的解碼模型算法的性能優於其他解碼模型算法。這項研究與計算神經科學專家Wilson Truccolo進行的合作表明,遞歸神經網絡(RNN)(一種經常在計算機語言翻譯中使用的機器學習算法)產生了最高保真度的重構。 RNN明顯優於更傳統的算法,這些算法已被證明可有效解碼來自大腦其他部位的神經數據。

布朗的研究助理,這項研究的主要作者克里斯托弗·海蘭(Christopher 海蘭)認為,神經網絡的成功源於其靈活性,這對解碼複雜的聽覺信息至關重要。

“為神經解碼使用的更多傳統算法對大腦如何編碼信息做出了強有力的假設,這限制了這些算法對神經數據建模的能力,”為這項研究開發了計算工具包的海蘭說。 “神經網絡的假設較弱,參數更多,使他們可以學習神經數據和實驗任務之間的複雜關係。”

研究人員希望最終,這種研究可以幫助開發神經植入物,可能有助於恢復人們的聽力。

“理想的情況是,我們開發了繞過許多聽覺裝置並直接進入大腦的系統,” Nurmikko說。 “在這項研究中,我們用來記錄神經活動的微電極可能有一天會用來以某種方式傳遞少量電流,從而使人們感覺到聽到了特定的聲音。”

參考

海蘭 (2019)解碼非人類靈長類動物次生聽覺皮層中基於峰值的神經種群記錄的語音。 傳播生物學DOI:https://doi.org/10.1038/s42003-019-0707-9

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