Abstract
Construction of a brain-machine interface system for neuroprosthetic purposes is at the forefront of many current neural engineering thrusts. Due to recent breakthroughs in device technology and implantation techniques, a basic framework is now sufficiently developed to allow design of systems level interface strategies producing robust, scalable BMIs that adapt quickly to optimize information transfer at the interface. It is useful to develop brain-machine interface systems in a modular fashion, enabling individual component research and development. This study investigates cortical microstimulation as a mode of operation for a sensory encoding component of a brain-machine interface system. It has previously been shown that cortical stimulation of sensory cortical areas produces sensations. In this report we compare behavior induced by either natural auditory cues, or cortical microstimulation of the primary auditory cortex. Five rats were implanted with multi-channel microwire arrays in auditory cortex and required to discriminate cortical microstimulation separated by 1.75 mm. The behavior was compared to auditory discrimination of tones separated by four octaves. The microstimulation resulted in 17% faster response times across the five rats
چکیده
ساخت سیستم رابط مغز-ماشین برای مقاصد نروپروستتیک در صف جلوی بسیاری از تحقیقات مهندسی عصبی فعلی قرار دارد. به علت پیشرفت ها در فن آوری وسایل و روش های نصب، اکنون به اندازه کافی یک چارچوب اولیه توسعه یافته تا اجازه طراحی راهبردهای رابط سطح سیستم ها را که BMI های مقاوم مقیاس پذیر تولید می کنند بدهند که به سرعت وفق می یابد تا انتقال اطلاعات در رابط را بهینه کند. توسعه سیستم های رابط مغز-ماشین به شکل پیمانه ای مفید است و تحقیق و توسعه مجزای مؤلفه را ممکن می سازد. این مطالعه، ریز تحریک پوستی را به عنوان یک حالت عملکرد برای یک مؤلفه کد گذاری حسی یک سیستم رابط مغز-ماشین، بررسی می کند. قبلا نشان داده شده که تحریک پوستی نواحی پوستی حسی، ایجاد احساس می کند. ما در این گزارش، رفتار القا شده توسط هر یک از نشانه های شنوایی طبیعی یا ریز تحریک پوستی قشر شنوایی اولیه را مقایسه می کنیم. پنج موش صحرایی با آرایه های ریز سیم چند کاناله در قشر شنوایی کشت شده اند و نیاز بود که ریز تحریک های پوستی با فاصله mm 5/1، متمایز شوند. این رفتار، با تمیز شنوایی صداهای جدا شده با 4 اوکتاو، مقایسه شد. ریز تحریک به %17 پاسخ سریع تر در بین پنج موش صحرایی انجامید
-1مقدمه
سیستم های رابط مغز-ماشین، ظرفیت متحول کردن پزشکی و کیفیت زندگی برای بسیاری از کاربران را دارند. پیشنهاد شده که سیستم های رابط مغز-ماشین، ظرفیت کاربرد در درمان این موارد را دارا می باشند: بیماری پارکینسون، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS)، آسیب بند نخاعی و بسیاری دیگر. لذا، راهبردهای طراحی سیستم رابط مغز-ماشین، نقطه توجه بیشتر تحقیقات پیش رو در زمینه مهندسی عصبی است…