伊莉討論區

標題: 科學研究借助二次大戰的解碼技巧﹐分析神經訊號並預測肢體動作 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2018-4-21 02:36 AM 標題: 科學研究借助二次大戰的解碼技巧﹐分析神經訊號並預測肢體動作

[attach]123077963[/attach]　　二次大戰期間﹐密碼學家藉由了解既有語言的模式破解德國謎碼機(Enigma)的加密訊息。英國電腦科學家涂林(Alan Turing)與同事利用特定字母和單字出現的頻率和分佈﹐找到把無意義文字轉譯成字句的方式。現在﹐科學家借助密碼學原理﹐把大腦的訊號轉譯成肢體動作。
　　許多的人體動作例如走路或伸手取物﹐都按照可預期的模式來進行。美國喬治亞理工學院和艾茉利大學的神經科學家戴爾(Eva Dyer)抱持這樣的想法﹐發展出以密碼學為基礎的一項策略來轉譯神經訊號。未參與此研究的芝加哥大學神經科學家哈特索波羅斯(Nicholas Hatsopoulos)評論：「我聽過類似方式﹐但這是最先公開且正式發表的研究之一﹐極具新意。」。
　　現有的腦機介面例如控制義肢的程式﹐一般使用稱為「監督式解碼」的演算法。這些程式需要分秒同時記錄神經活動和動作細節﹐包括肢體位置和活動速度﹐是極為耗時且勞心勞力的過程﹔藉由這些訊息﹐解碼器再把神經模式轉譯成對應動作。從密碼學的角度來看﹐這像是比對許多已破解的訊息以及原始密碼﹐進而以反向工程找出破解密碼的關鍵。
　　相反地﹐戴爾的團隊希望能直接利用原始密碼(也就是神經活動)以及我們對特定動作模式的了解﹐預測接下來會做出的動作。他們訓練三隻獼猴使用手臂或手腕﹐讓螢幕游標指向特定標的物﹐此時植入獼猴腦部運動皮質(負責操控動作的腦區)的電極記錄了100多個神經細胞的活動﹐接著研究人員測試數個電腦模型﹐找出從神經訊號中推論出對應動作的最佳模型。
　　研究人員利用這個最佳模型來推測獼猴在新一輪試驗中的行為﹐發現這個模型可預測獼猴的動作﹐準確度與一些基本監督式解碼演算法一樣高。未參與此項研究的加州大學洛杉磯分校計算神經科學家高(Jonathan Kao)評論﹕「這是很酷的結果。」。
　　戴爾認為這是一項概念驗證的研究﹐在廣泛利用此項技術之前﹐尚有許多工作要完成﹐她表示：「這項技術還無法與最先進的解碼器相比﹐我們還有許多要學習和研究的地方。」。

歡迎光臨伊莉討論區 (http://www86.eyny.com/)