布朗科学家赢得$ 150万创新奖新的方法来解码大脑信号

运动皮层是控制运动的大脑的一部分, 但它也很活跃，当一个人看着别人的举动或plansmovements, 如捕前跟踪球. 这种来自该区域的解码大脑活动的过程复杂化，以便控制机器人肢体, 说过 卡洛斯·巴尔加斯 - 欧文, 神经科学助理教授 (研究) 在布朗大学.

现在, 用五年, $1.5 百万 新的创新奖 来自美国国立卫生研究院 高风险, 高回报的研究 程序, 他会用相机和人工视觉与运动皮层的解码故意运动和其他活动，并运用这些知识来开发更有效的脑机接口的目的.

“这个项目的目的是为了更好地了解感觉和运动相关的信息之间的互动，使我们能够解释更准确的有关拟采取的行动信号,”巴尔加斯 - 欧文说, 是谁的一部分 大脑之门 由布朗大学的研究人员领导的合作, 凯斯西储大学, 斯坦福大学, 马萨诸塞州总医院和普罗维登斯V.A. 医学中心.

大脑之门是在临床试验中被使用的脑机接口帮助瘫痪的人用他们的思想直接控制辅助装置重新获得独立, 甚至人为地恢复一些流动性 刺激 肌肉.

在巴尔加斯 - 欧文的项目, 他会从一个神经解码器结合外部摄像头和人工视觉与神经活动信息.

“这将允许解码器在某种程度上视觉环境更类似于大脑的自然运行状态范围内解释神经活动,”巴尔加斯 - 欧文说, 谁是隶属于布朗 卡尼研究所脑科学.

去做这个, 第一巴尔加斯 - 欧文和他的团队将训练猕猴进行不同的动作，而他们抓住了三套不同的信息. 该小组将记录猕猴的神经活动, 用好莱坞式动作捕捉系统来跟踪其精确的动作, 并记录有摄像机和人工视觉的视觉环境.

下一个, 该小组将采取动作捕捉信息和人工视觉信息，并试图预测的神经活动. “这听起来可能有点倒退, 但这个想法是，看看有什么运动皮质中的神经元实际上是编码，然后可以开发出更精确的模型,”巴尔加斯 - 欧文说.

他们会知道他们了解神经活动有什么特点反映的环境，什么特点反映时，他们可以利用猕猴的神经活动和人工视觉和正确预测其运动的预定运动.

使用猕猴很重要，这样的团队可以收集来自神经活动产生的精确移动信息, 巴尔加斯 - 欧文说. 这将允许他们评估他们的模型，并不会从谁拥有非常有限的运动人类患者. 当该技术最终被应用到大脑之门临床试验 - 这巴尔加斯 - 欧文说，他完全预料 - 患者会显示预定的运动序列和被要求尽量产生相同的运动.

每年，美国国立卫生研究院支持从早期的职业生涯的研究人员不寻常的创新研究, 巴尔加斯 - 欧文是一个 58 今年的认可. 其他实验室正在寻求一个更传统的方法，以提高在解释运动皮层的活动准确性. 这涉及到许多相关领域的记录神经活动, 如视觉皮层和后顶叶, 所涉及的运动规划. 巴尔加斯 - 欧文说，对于临床病人, 它有传感器的最小量仍然提供明确的信息是非常重要的. 潜在, 该方法甚至可以与外部传感器，例如摄像机更换额外的植入物.

约翰·多诺霍, 一个大脑之门的领导者，谁曾与巴尔加斯 - 欧文合作超过神经科学教授布朗 15 年份, 说，他很高兴地看到，美国国立卫生研究院认识巴尔加斯 - 欧文与殊荣.

“他的项目带来了一个巧妙的方法来实现脑机接口更好地控制 (景气指数) 通过以新颖的方式添加视觉信息神经信号,”多诺霍说. “这项研究将推进的信号是如何感觉由大脑和实践知识，对如何创建恢复运动的人与瘫痪有用景气指数有助于运动的编码两种基本的了解。”

巴尔加斯 - 欧文在卡利长大, 哥伦比亚, 并获得了两个学士学位和博士学位. 布朗. 他说，他长期以来一直热衷于努力了解神经网络如何联手处理信息.

“电机系统很有趣，因为有一个在大脑中复杂的计算正在发生, 我们可以直接测量输出,“ 他说. “当然，我们可以使用电机电路的这种认识，开发技术，帮助人们与运动障碍或损伤。”

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