BCI - Brain Computer Interface, MRI, MEG, EEG
182 subscribers
66 photos
1 video
25 files
113 links
Electroencephalography (EEG)
Magnetoencephalography (MEG)
Functional magnetic resonance imaging (fMRI)
Near-infrared spectroscopy (NIRS)
Transcranial magnetic stimulation (TMS)
Transcranial alternating current stimulation (tACS)
Download Telegram
Stimjim: open source hardware for precise electrical stimulation

Electrical stimulation is a simple and powerful tool to perturb and evoke neuronal activity in order to understand the function of neurons and neural circuits. Despite this, devices that can provide precise current or voltage stimulation are expensive and closed-source. Here, we introduce Stimjim, a capable and inexpensive ($200 USD) open-source instrument for electrical stimulation that combines both function generation and electrical isolation. Stimjim provides microsecond temporal resolution with microampere or millivolt scale precision on two electrically isolated output channels. We demonstrate Stimjim's utility both in vitro by precisely stimulating brain slices, and in vivo by training mice to perform intracranial self-stimulation (ICSS) for brain stimulation reward. During ICSS, Stimjim enables the experimenter to smoothly tune the strength of reward-seeking behavior by varying either the output frequency or amplitude. We envision Stimjim will enable new kinds of experiments due to its open-source and scalable nature.

https://bitbucket.org/natecermak/stimjim/src/master/

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/757716v1
Forwarded from Neuroeconomics
Interacting with volatile environments stabilizes hidden-state inference and its brain signatures

Making accurate decisions in uncertain environments requires identifying the generative cause of sensory cues, but also the expected outcomes of possible actions. Although both cognitive processes can be formalized as Bayesian inference, they are commonly studied using different experimental frameworks, making their formal comparison difficult. Here, by framing a reversal learning task either as cue-based or outcome-based inference, we found that humans perceive the same volatile environment as more stable when inferring its hidden state by interaction with uncertain outcomes than by observation of equally uncertain cues. Time-resolved analyses of magnetoencephalographic (MEG) signals explained this behavioral difference by the neural interaction between inferred beliefs and incoming evidence, an effect originating from the medial temporal lobe (MTL).

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/755223v1
Changes in cross-frequency coupling following closed-loop auditory stimulation in non-rapid eye movement sleep

The activity of different brain networks in non-rapid eye movement (NREM) sleep is regulated locally in an experience-dependent manner, reflecting the extent of the network load during wakefulness. In particular, improved task performance after sleep correlates with the local post-learning power increase of neocortical slow waves and faster oscillations such as sleep spindles and their temporal coupling. Recently, it was demonstrated that by targeting slow waves in a particular region at a particular phase with closed-loop auditory stimulation it is possible to locally manipulate slow-wave activity and interact with training-induced neuroplastic changes.

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/810861v1
Discovery of key whole-brain transitions and dynamics during human wakefulness and non-REM sleep

The modern understanding of sleep is based on the classification of sleep into stages defined by their electroencephalography (EEG) signatures, but the underlying brain dynamics remain unclear. Here we aimed to move significantly beyond the current state-of-the-art description of sleep, and in particular to characterise the spatiotemporal complexity of whole-brain networks and state transitions during sleep. In order to obtain the most unbiased estimate of how whole-brain network states evolve through the human sleep cycle, we used a Markovian data-driven analysis of continuous neuroimaging data from 57 healthy participants falling asleep during simultaneous functional magnetic resonance imaging (fMRI) and EEG. This Hidden Markov Model (HMM) facilitated discovery of the dynamic choreography between different whole-brain networks across the wake-non-REM sleep cycle.

https://doi.org/10.1038/s41467-019-08934-3
👍1
Pulsed Near Infrared Transcranial and Intranasal Photobiomodulation Significantly Modulates Neural Oscillations

Transcranial photobiomodulation (tPBM) is the application of low levels of red or near-infrared (NIR) light to stimulate neural tissues. Here, we administer tPBM in the form of NIR light (810 nm wavelength) pulsed at 40 Hz to the default mode network (DMN), and examine its effects on human neural oscillations, in a randomized, sham-controlled, double-blinded trial. Using electroencephalography (EEG), we found that a single session of tPBM significantly increases the power of the higher oscillatory frequencies of alpha, beta and gamma and reduces the power of the slower frequencies of delta and theta in subjects in resting state. Furthermore, the analysis of network properties using inter-regional synchrony via weighted phase lag index (wPLI) and graph theory measures, indicate the effect of tPBM on the integration and segregation of brain networks.

https://doi.org/10.1038/s41598-019-42693-x
Forwarded from Elena Rybina
Привет!

Мы с Женей @ekalenkovich и Катей @katyatulit делаем первый в России ReproducibiliTea журнальный клуб — журнальный клуб вокруг открытой науки (правда, в основном психологической), https://reproducibilitea.org. Мы будем встречаться каждые 2-4 недели в неформальной обстановке, пить чай и обсуждать статьи про открытую и воспроизводимую науку.

Первая встреча пройдет 12 марта в 19:30 на ПсихФаке Вышки по адресу Армянский пер., 4с2, аудитория 118. Далее планируем мигрировать по разным лабораториям (предлагайте свою!)

Обсуждать будем статью “False-Positive Psychology: undisclosed flexibility in data collection and analysis allows presenting anything as significant” (Simmons, Nelson, and Simonsohn, 2011 https://osf.io/t8jsd/).
За первые 10-15 минут я вкратце напомню, про что была статья. Дальше будем все вместе обсуждать и пить чай. Такой формат предполагает, что участники знакомятся со статьей до встречи, поэтому лучше прочитать статью заранее — это делает обсуждение более осмысленным.

Пожалуйста, зарегистрируйтесь https://tinyurl.com/ws79279, чтобы мы понимали, сколько чашек для чая готовить, и нужно ли заказать пропуск. Чай и чашки мы организуем, приносите к чаю то, что вам захочется.

Также добавляйтесь в наш телеграм-канал (t.me/reproducibilitea_moscow), там будут появляться анонсы встреч, и оттуда же можно перейти в чат для обсуждения.

Приходите!
Brain network motifs are markers of loss and recovery of consciousness

Motifs are patterns of inter-connections between nodes of a complex network, and have been investigated as the basic building blocks of directed networks. This study explored the re-organization of 3-node (i.e. 3-electrode) network motifs during anesthetic-induced loss and recovery of consciousness. We hypothesized that motif frequency and topography would change across states of consciousness, and that the frequency and topography associated with consciousness would recover prior to the return of behavioral responsiveness. Methods: Nine healthy subjects underwent a 3-hour controlled anesthetic protocol (propofol induction; isoflurane maintenance) in an operating room, while brain activity was recorded through 128-channel electroencephalography (EEG). In the alpha (8-13 Hz) frequency band, five-minute epochs of EEG were extracted for: baseline; induction; unconsciousness.

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.16.993659v1
Forwarded from Blue_Arrakis (March Slashcheva)
Я тут несу несколько лекций по самой передовой нейробиологии, свеженьких, майских, с самых фронтиров (спасибо ковиду за это).

Лекция Ёрла Миллера про рабочую память - очень крутая. Миллер это один из самых известных персонажей в исследованиях рабочей памяти, если вам нужен быстрый обзор того, как развивались представления о рабочей памяти и что там творится сейчас, плюс еще моделирование рабочей памяти, то вам сюда. Его группа работает с макаками, и задания, которым они учат макак, таки впечатляют. Это годы тяжелой работы, и у Миллера эта работа поставлена очень хорошо. Их хороший обзор - "Working memory 2.0". В лекции еще подчеркнуто различие кратковременной памяти (short-term memory) и рабочей (working memory), потому что последняя, в отличии от первой, требует волевых усилий для удержания куска информации. Интересно то, что даже если нам на уровне нейронов будет понятно, как кусок информации удерживается в памяти, волевое усилие - это еще один уровень, и как оно представлено в мозге совсем неясно.

https://vimeo.com/416435315

Вчера проходил онлайн симпозиум про нейросайнс и AI, на нем было три хороших keynote лектора:

- "Does the brain do something like back-propagation?" by Dr. Konrad Kording (University of Pennsylvania) - сразу говорю, что очень математично
- "Bridging scales of intelligence from biophysics to ConvNets" by Dr. Eilif Muller (formerly with Element AI and EPFL)
- "Biological dynamics and their role in computation and learning" by Dr. Adrienne Fairhall (University of Washington)

Они все есть на краудкасте, где вам нужно будет залогиниться и там есть навигация по разным лекциям, вот прямая ссылка на вторую лекцию. Чуть запарно с регистрацией, но кому надо - тот найдет
https://www.crowdcast.io/e/uss2020/3
Загадочное и парадоксальное состояние сна: лекция Ивана Пигарева

Для чего нужен сон? Какое его функциональное назначение? Чем занят мозг пока вы спите?

Об этом — на лекции Ивана Н. Пигарёва в рамках весеннего периода CNBR_Open — проекта Центра Нейробиологии Сколтеха, объединяющего людей, интересующихся нейронауками и нейротехнологиями.

Иван Николаевич Пигарёв – доктор биологических наук, главный научный сотрудник Лаборатории передачи информации в сенсорных системах Института проблем передачи информации РАН. Специалист в области физиологии зрения и физиологии сна. Автор висцеральной теории сна, сильно отличающейся от мейнстримных теорий.

http://neuronovosti.ru/zagadochnoe-i-paradoksalnoe-sostoyanie-sna-lektsiya-ivana-pigareva/
https://arxiv.org/abs/1807.03147
Affective EEG-Based Person Identification Using the Deep Learning Approach

Long Short-Term Memory (CNN-LSTM) and Gated Recurrent Unit (CNN-GRU)
Forwarded from Sergei Shishkin
Коллеги, напоминаю, уже в ближайший понедельник, 31 мая, 17:00 по московскому времени (16:00 CET) в рамках серии вебинаров МЭГ-центра МГППУ пройдет вебинар про международный мультицентровый проект, посвященный репликации знаменитых ЭЭГ-экспериментов (на англ. яз.). О проекте расскажет его ведущий координатор и один из организаторов Юрий Павлов.

#EEGManyLabs: Investigating the Replicability of Influential EEG Experiments

Yuri Pavlov (Tubingen University)

In this talk, I will give an overview of #EEGManyLabs project. The project is a large-scale collaborative effort spanning multiple research institutions and many researchers. #EEGManyLabs promises to yield high-fidelity replication attempts of twenty influential EEG studies. Each experiment will be replicated in several labs to collect a large sample of data for each study allowing the assessment of replicability through internal meta-analyses. We expect this project will help to push the field towards higher replicability standards and facilitating an open science culture of high powered, large-scale multi-site collaborations.

Position paper of the project: Y.G. Pavlov et al. (2021) #EEGManyLabs: Investigating the replicability of influential EEG experiments. Cortex (in press) https://doi.org/10.1016/j.cortex.2021.03.013 (open access)
---

Тема, мне кажется, должна быть многим интересна, так как по сути речь не только об ЭЭГ, но и о том, что такое надежное научное знание в изучении мозга человека. После доклада будет время на обсуждение этой темы и других вопросов, которые, надеюсь, возникнут по ходу выступления.

Регистрация для участия в вебинаре: http://megmoscow.com/news/Pavlov.php

Репост очень приветствуется!
Об опасности нейротехнологий. Свежий разбор рисков и угроз от группы авторитетных ученых. «Угрозы могут возникать не только из-за потенциального злоупотребления нейротехнологиями, но и из-за непредвиденных последствий их использования». Ситуация их словами: «мы стоим на пороге трансформационного сдвига в том, как люди воспринимают мир».

Авторы выделяют четыре типа угроз:
идентичность и агентивность
приватность
предвзятость
расширение возможностей

Понятно, что этим текстом ученые заглядывают в будущее, имея в виду не актуальные, а вероятные возможности нейротеха. Но готовиться призывают уже сегодня. «Эти технологии могут изменить связь между телом и разумом и стереть существующие границы между умами».

Они приводят разные сценарии использования, из них мы видим, например, что интерфейс мозг-компьютер способен изменить ощущение свободы воли человека. Возможно, вскоре людям потребуется право на защиту своего внутреннего ментального пространства, наряду с прочими правами человека из Всеобщей декларации.

Текст доступно описывает текущую ситуацию и основные риски в связи с развитием нейротехнологий. Эти риски включают не только то, как именно работают BCI, но и то, как ведутся исследования, как используются данные и даже то, как они трактуются – что считается «нормальной» функцией мозга, а что нет.
Forwarded from Igor
Алоха гайс! На выходные 12-13 июня в коливинге день эксперимента и ночь восприятия. Хотим отправиться в научно фантастическое путешествие в глубины нашего мозга, к новому чувственному и созерцательному опыту. Приглашаем друзей, путешествующих автостопом по галактике ;)
эвент на фб https://web.facebook.com/events/606368270340598/

Ага, а что за эксперимент?
Один из современных способов повышения продуктивного состояния человека - транскраниальная стимуляция переменным током (tACS). Как воздействует электростимуляция на ресурсные состояния мозга? Можно ли с tACS экологично воздействовать на когнитивные функции или входить в высокопродуктивное состояние? Насколько это безопасно?
Пообщаемся и поговорим об этих и других вопросах. Во второй части, с самыми отважными поэкспериментируем с устройствами tACS, tDCS и cognitive enhancement devices (CED), ощутим и сравним эффекты. Подробнее про CED https://www.slideshare.net/trapeznicovip/cognitive-enhancement-devices-ced
После эксперимента, идем тусить на лужайку, интересно общаться , есть что то вкусное и необычное, например блины из водрослей )
После захода солнца, надеюсь погода позволит, попробуем понаблюдать за движением луны, планетами и яркими звездами. А поможет нам в этом, ахроматических рефрактор PowerSeeker который подарили нам друзья. Продолжаем музыкальный вечер на волне psybent и chillgressive downtempo, хедлайнер Ascendant.
До встречи 12 июня! С любознательностью к вам и вселенной, Итрич