Overtaxed Working Memory Knocks the Brain Out of Sync
https://www.quantamagazine.org/overtaxed-working-memory-knocks-the-brain-out-of-sync-20180606

Accurate sex classification from neural responses to sexual stimuli

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.01.10.473972v1

The roles of alpha oscillation in working memory retention

"Spectral analysis of the MEG during the processes of WM revealed a decrease in alpha power during memory encoding and a subsequent rebound above baseline level that correlated with the number of encoded items"

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/brb3.1263

Journal of Neural Engineering принял к публикации интересную статью, которую я рецензировал:

Wei Xu, Pin Gao, Feng He and Hongzhi Qi. Improving the performance of a gaze independent P300-BCI by using the expectancy wave. Journal of Neural Engineering. Accepted Manuscript online 24 March 2022. https://doi.org/10.1088/1741-2552/ac60c8

В ней предлагается повысить эффективность P300 BCI (ИМК-Р300 - технология, используемая в том числе в российском "Нейрочате") при его использовании парализованными людьми, недостаточно владеющими своим взглядом, с помощью простой модификации. Временные интервалы между стимулами делаются фиксированными, и благодаря этому в дополнение к Р300 появляется еще один ЭЭГ-маркер отслеживаемого стимула - волна ожидания (E-wave, многим известна как [немоторная] условно-негативная волна - CNV).

Эта очень важная модификация. Дело в том, что для людей, плохо владеющих взглядом, сложно или невозможно долго пристально смотреть на позицию целевого стимула, и в этом случае ее подсветка не вызывает появления мощных зрительных компонентов, которые отличают стимуляцию в этой позиции от стимуляции в других позициях. Именно поэтому набирать текст таким больным с помощью ИМК-Р300 намного сложнее, чем здоровым испытуемым. При этом больные, хорошо владеющие взглядом, часто предпочитают набирать текст с помощью устройств на основе отслеживания взгляда (айтрекинга).

Предложенная китайскими коллегами модификация может очень серьезно расширить возможности применения ИМК-Р300 тяжело инвалидизированными людьми, для которых недоступно управление с помощью взгляда.

Где-то в 2010-м году мы с моим дипломником Ильей Ганиным в лаборатории А.Я. Каплана в МГУ провели пару экспериментов с такой модификацией ИМК-Р300 (в сугубо оффлайновом режиме, то есть без распознавания вводимой команды в реальном времени). Результаты были очень обнадеживающими - как мы и предполагали, при фиксированном межстимульном интервале перед отслеживаемым стимулом - благодаря предсказуемости времени его предъявления - развивалась вполне высокоамплитудная волна ожидания. Но по организационным причинам, а также поскольку мы не сообразили, что эта волна решает проблему невозможности использования зрительных компонентов при отсутствии возможности фиксировать стимул (что довольно обидно, поскольку мы с Ильей были одними из первых исследователей, обративших внимание на роль этих компонентов - см нашу статью Shishkin, Ganin, Kaplan (2009)), мы прекратили тогда эти исследования и переключились на другие. И должно было пройти больше 10 лет, прежде чем на эту же возможность наткнулись другие.

Экспериментальные результаты в статье уже показывают работоспособность модификации. Поскольку сделаны только первые шаги, там еще многое можно улучшить, и можно надеяться на дальнейшее существенное улучшение. Пока что технологию тестировали только на здоровых людях, но вероятность получения хороших результатов и при тестировании на потенциальных конечных пользователях представляется мне весьма высокой.

#new_BCIs

​​ExpoElectronica 2022 / ElectronTechExpo 2022

24-я Международная выставка электронных компонентов, модулей и комплектующих и 19-я Международная выставка технологий, оборудования и материалов для производства электроники

Место: г. Москва, МВЦ "Крокус-Экспо"
Дата: 12 - 14 апреля 2022 г.

⬇️⬇️⬇️
https://industry-hunter.com/expoelectronica-2022-electrontechexpo-2022


Полная лента новостей на нашем сайте. Посмотрите, чтобы ничего не пропустить: https://industry-hunter.com/

#Новости_электроники

«Неделя нейротехнологий и когнитивных наук»

18–22 апреля 2022 г. состоится вторая научно-образовательная инициатива «Неделя нейротехнологий и когнитивных наук». Инициатива направлена на популяризацию знаний в области нейронаук и когнитивных наук и технологий. Вторая «Неделя нейротехнологий и когнитивных наук» пройдет в онлайн-формате. Редакторы нашего портала тоже примут участие в неделе и представят обзор новостей нейронаук за 2021-2022 годы.

http://neuronovosti.ru/nedelya-nejrotehnologij-i-kognitivnyh-nauk/

Сегодня начинается трехдневная небольшая конфа: https://in.ku.dk/zoom-conference/
Вроде можно регаться в любой момент.
Спикеры:
Alain Destexhe, CNRS, Orsay, France (confirmed)
Alessandro Treves, SISSA, Trieste, Italy (confirmed)
Biyu He, NYU; New York, USA (confirmed)
Carsen Stringer Janelia, Ashburn, VA, USA (confirmed)
Daniel Durstewitz, University of Heidelberg, Germany (confirmed)
Mark Humphries, University of Nottingham, UK (confirmed)
Mikael Lundqvist, Karolinska Institutet & MIT Boston, MA, USA(confirmed)
Nicolas Brunel, Duke University, Durham USA(confirmed)
Sara Solla, Northwestern University, Chicago USA(confirmed)
Tatiana Engel, Cold Spring Harbor Lab USA(confirmed)
Tatjana Tchumatchenko, Johannes Gutenberg University Mainz, Germany (confirmed)
Yasser Roudi, Kavli Institute of Neuroscience, Trondheim, Norway (confirmed)

ГОСФИНАНСИРОВАНИЕ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ НЕЙРОТЕХНОЛОГИЙ
(Официальные планы правительства РФ)

Постановление Правительства Российской Федерации от 18.02.2022 № 207 "О внесении изменений в перечень научных исследований и опытно-конструкторских разработок, расходы налогоплательщика на которые в соответствии с пунктом 7 статьи 262 части второй Налогового кодекса Российской Федерации включаются в состав прочих расходов в размере фактических затрат с коэффициентом 1,5"

4. Нейротехнологии:
1) исследование человеческого мозга и нервной системы, и применение полученных результатов при разработке новых технологий, продуктов и услуг;
2) разработка методов интеграции мозга человека и вычислительных машин, и их применение для увеличения производительности умственного труда;
3) разработка гибридного человеко-машинного интеллекта;
4) разработка нейроморфных компьютеров на основе гибридных цифро-аналоговых архитектур;
5) разработка нейротехнологий в сфере образования для возможности многократного усиления когнитивных способностей;
6) разработка методов по расширению ресурсов человеческого мозга и повышению его производительности на основе нейротехнологий, включая гибридный человеко-машинный интеллект за счет интеграции с техносферой;
7) разработка технологий обработки естественного языка;
8) разработка нейроинтерфейсов и технологий виртуальной и дополненной реальности в обучении;
9) разработка образовательных программ и устройств по нейротехнологиям, устройств для усиления памяти и анализа использования ресурсов мозга;
11) разработка робототехнических средств с биологической обратной связью;
12) разработка мультимодальных, интерактивных, адаптивных нейроинтерфейсов для массового потребителя c увеличением объема передаваемой информации;
14) разработка технологий прогнозирования массовых и индивидуальных поведенческих эффектов на основе нейро- и биометрических данных, когнитивной психологии и нейрофизиологии;
15) разработка системы поддержки принятия решений человеком на основе объективного анализа его деятельности;
16) разработка технологии по усилению когнитивных способностей здоровых людей;

http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202202280026?index=8&rangeSize=1

Non-linear auto-regressive models for cross-frequency coupling in neural time series
https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1005893

Напоминаем о вакансии постдока (научного сотрудника) по направлению Инвазивный и неинвазивный нейроимиджинг и двунаправленные нейроинтерфейсы у наших партнеров -- в крутейшем Центре биоэлектрических интерфейсов ВШЭ (директор центра - Алексей Осадчий).

Подробности: https://bioelectric.hse.ru/news/579043140.html

Репост очень приветствуется!

#vacancies #new_BCIs

📣📣📣Уже на следующей неделе! Открытый семинар #CNBR_Open Youth, в котором молодые учёные рассказывают про свою научную работу, находят партнёров для коллаборации, возможности для получения доп. финансирования и расширения проектов.

🕹 "Электроды на основе однослойных углеродных нанотрубок (УНТ) с биосовместимыми свойствами для нейропротезирования и имплантируемой электроники "

🧑‍🎓Маргарита Четыркина, аспирантка 2-го года Materials Science and Engineering, Skoltech, Лаборатория Наноматериалов

📡 5 июля 2022 (среда) , 16:00-17:30 МСК
📍Offline (Skoltech Neuro) + Online (Zoom)
🇷🇺 Язык - Русский
Обязательна регистрация!

👉Подробная информация и регистрация: https://cnbr-open.timepad.ru/event/2092903/

Присоединяйтесь!

☝️Другие мероприятия проекта #CNBR_Open: http://cnbr.skoltech.ru/openeducation/

📕Анонс семинара:

"Углеродные нанотрубки (УНТ) зарекомендовали себя как перспективный токопроводящий материал с рядом свойств потенциально важных для применения в качестве электродов для нейропротезирования и имплантируемой электроники.
На основе УНT можно изготавливать микроструктуры, или файберы, с диаметром несколько десятков микрометров и длиной в несколько сантиметров. Такая геометрия наряду с механическими свойствами близкими к живой ткани и химической инертностью позволяет надеяться, что УНТ могут стать новой альтернативой существующим жестким электродам для глубокой стимуляции мозга.
Более того, дополнительная функционализация и создание более сложной архитектуры девайса может позволить включить еще ряд дополнительных функций, например, возможность детектировать нейротрансмиттеры. В настоящей презентации будет освещена область имплантируемой электроники с существующими проблемами и решениями, в частности теми, что предлагает Лаборатория Наноматериалов."

Газпромбанк инвестировал 33 млн руб. в компанию QLU, выделившуюся из Российского квантового центра (РКЦ), для разработки лабораторного прототипа магнитоэнцефалографа на основе компактных магнитометров, работающих при комнатной температуре.

Подробности:

https://www.vedomosti.ru/career/articles/2022/06/30/929184-gazprombank-vlozhil-entsefalograf

https://www.forbes.ru/svoi-biznes/470399-zasita-prada-ot-botov-i-issledovanie-mozga-komu-dali-deneg-na-etoj-nedele

Примечание: в мире сейчас не просто "более 100" магнитоэнцефалографов классического типа (с использованием жидкого гелия), как говорится в материале Ведомостей, а уже более 400. В России, действительно, всего один -- в нашем МЭГ-центре. Но уже есть экспериментальные системы на основе магнитометров с оптической накачкой американской компании QuSpin -- 20 (?) сенсоров первого поколения в Сколтехе, 4 сенсора второго поколения в Центре биоэлектрических интерфейсов ВШЭ и 16 сенсоров третьего поколения снова в нашем МЭГ-центре. Однако лишь разрабатываемые в РКЦ при участии Сколтеха и ВШЭ сенсоры являются твердотельными и имеют потенциал стать значительно более дешевыми, чем сенсоры QuSpin. Подробнее об этих новых сенсорах см в статье:

Koshev N, Butorina A, Skidchenko E, Kuzmichev A, Ossadtchi A, Ostras M, Fedorov M, Vetoshko P. Evolution of MEG: A first MEG‐feasible fluxgate magnetometer. Human Brain Mapping. 2021 Oct 15;42(15):4844-56. https://doi.org/10.1002/hbm.25582

Очередной открытый и бесплатный вебинар, проводимый международным BCI Society, посвящен нейроинтерфейсам в научной фантастике:

BCI Thursdays Next Generations: BCI-fi Part 1

21 Jul 2022 2 PM EST / 5 PM EDT

Подробности о вебинаре

Регистрация

Новое исследование, оценивающее возможности транскраниального акустикоэлектрического имиджинга

Транскраниальный акустикоэлектрический имиджинг (визуализация) мозга, tABI -- новый метод исследования мозга, основанный на акустикоэлектрическом эффекте -- изменении проводимости под действием ультразвука.

Исследователи из Тяньцзиньского университета (Китай) оценили временное и пространственное разрешение этой методики при выявлении зрительных потенциалов стабильного состояния (SSVEP) у крыс. Пространственная локализация уточнялась с помощью последующей регистрации ЭКоГ.

Выводы:

with transcranial measurement, tABI has a millimeter-level spatial resolution (3mm) ... it can achieve millisecond-level (125ms) transient brain activity imaging

X. Song, X. Su, X. Chen, M. Xu and D. Ming. In Vivo Transcranial Acoustoelectric Brain Imaging of Different Steady-State Visual Stimulation Paradigms. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 5 August 2022, 30: 2233-2241 https://doi.org/10.1109/TNSRE.2022.3196828 (Open Access)

Международная конференция по когнитому в Вышке

Computer Methods of Cognitome Analysis

September 1-3, 2022

Участие бесплатное, но нужно зарегистрироваться.

Дедлайн для регистрации: 30 августа

Место проведения:

- Москва, Покровский бульвар, 11
- а также онлайн

https://cs.hse.ru/ata-lab/cmca/

Фейсбук попытался декодировать речь по МЭГ и ЭЭГ

На днях мы в очередной раз стебались над Цукербергом в связи с его новым интервью. Напомним, он сначала обещал прямую конвертацию мыслей в посты в (забаненном в России) Фейсбуке со скоростью 100 слов в минуту, а когда ничего не получилось, купил за полмиллиарда долларов (если не больше) стартап, пытающийся сделать набор текста по активации мышц, и начал называть эту технологию "нейроинтерфейсом" -- впрочем, и в этом направлении что-то не видно продвижения.

Как оказалось, к моменту выхода в Buiseness Insider обсуждавшегося нами материала исследователи из Meta AI (Мета забанена в РФ) уже выложили препринт, в котором на сей раз попытались декодировать речь по МЭГ и даже (хотя и хуже) по ЭЭГ из больших публичных датасетов:

The results show that our model can identify, from 3s of MEG signals, the corresponding speech segment with up to 72.5% top-10 accuracy out of 1,594 distinct segments (and 44% top-1 accuracy), and up to 19.1% out of 2,604 segments for EEG recordings– hence allowing the decoding of phrases absent from the training set.

our model extracts the deep contextual representations of 3s speech signals (Y) from a pretrained self-supervised model (wav2vec 2.0: Baevski et al. [2020]) and learns the representations Z of the brain activity on the corresponding 3s window (X) that maximally align with these speech representations with a contrastive loss (CLIP: Radford et al. [2021]). The representation Z is given by a deep convolutional network. At evaluation, we input the model with left-out sentences and compute the probability of each 3s speech segment given each brain representation. The resulting decoding can thus be “zero-shot” in that the audio snippets predicted by the model need not be present in the training set. This approach is thus more general than standard classification approaches where the decoder can only predict the categories learnt during training.

Alexandre Défossez, Charlotte Caucheteux, Jérémy Rapin, Ori Kabeli, Jean-Rémi King. Decoding speech from non-invasive brain recordings. arXiv:2208.12266, 25 Aug 2022 https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.12266

Популярное изложение:

Using AI to decode speech from brain activity
August 31, 2022
https://ai.facebook.com/blog/ai-speech-brain-activity/

Все бы хорошо, но вот только нет никакого практического смысла в самом по себе декодировании мозговой активности при прослушивании аудиокниг -- именно такой материал использовался здесь. А мозговая активность при мысленной речи -- которую, собственно, фейсбуковцы планируют использовать в интерфейсе мозг-компьютер -- на нее очень мало похожа. Сенсорные стимулы -- мощнейшие детерминанты ЭЭГ и МЭГ, и ответ на них во времени очень четко привязан к звуку, особенно к его физическим характеристикам, прежде всего к модуляции громкости. Увы, в мысленной речи нет таких удобных зацепок.

Посмотрим, может быть, какое-то применение этим результатам со временем все же найдется. На данный момент перед нами лишь очередной сферический конь в вакууме.

Напомним, хотя в последнее время выходит много публикаций, в которых якобы удается "декодировать" внутреннюю (мысленную) речь по неинвазивным ЭЭГ или МЭГ, специалисты очень скептически относятся к возможности это делать. Всякий раз при внимательном рассмотрении обнаруживается, что либо артефакты в данных не контролировались (а они в таких задачах возникают очень легко и могут очень сильно влиять на результаты), либо авторы и вовсе недостаточно аккуратно организовали получение данных или валидацию результатов.