分享

研究人员开发了研究脑电波的新数学技术

 黄昌易 2018-09-30

我在真理教的日子2美国陆军研究实验室科学家与北德克萨斯大学的一个研究小组合作,开发了一种新的数据处理技术,它使用脑电图( EEG )时间序列变异性作为大脑状态的量度。

研究人员说,这种技术有可能提供一些措施,有助于制定减轻压力的程序,并有助于缓解战斗人员创伤后应激障碍等病症的发生。

美国陆军研究办公室数学和信息科学高级科学家兼ARL研究员布鲁斯·韦斯特博士说:“许多人认为,人脑是现存最复杂的器官,有超过10亿个神经元,相互连接超过1万亿个。”。


据韦斯特说,正是这种非常复杂的神经元网络的运作承载了人类的思维,并通过中枢神经系统,使大部分(如果不是全部)生理网络,如呼吸、运动控制和心血管功能得以发挥作用。

然而,根据研究人员的说法,即使大脑在维持我们的生存中起着中心作用,但对它是如何工作的知之甚少。

因此,衡量大脑在多大程度上发挥了各种功能,是理解、特别是维护军事人员健康和福祉的重要代替品。

哺乳动物大脑产生的我在真理教的日子2微小但可测量的电信号在1875年由Caton在小动物的心电图中捕获,在1925年由Berger在人脑中捕获。

半个世纪后,诺贝特·维纳提供了数学工具,据信这些工具是穿透脑电图时间序列中脑电波与大脑功能之间神秘关系所必需的。

展开剩余66%

据West说,在这条道路上进展缓慢,经过一个多世纪的数据收集和分析,还没有一种脑电图模式分类来描述这些模式与大脑活动之间的对应关系....直到现在!

西方和他的学术伙伴开发的技术概括了进化博弈理论,这是一种数学技术,历史上用于制定战争游戏中的决策。

在这篇名为《桥接波和大脑动力学中的关键事件》的论文中,West与北德克萨斯大学的贾南德拉·博哈拉和保罗·格里戈利尼一起,提出并成功地测试了一种大脑内集体行为的新模型,它弥补了波和脑电图数据随机波动之间的差距。

韦斯特说:“军队内部决策的工作马历来都是博弈论,在博弈论中,玩家合作或失败,两两互动获得各种回报,因此在特定条件下,某些策略总是获胜。”。“当游戏扩展到个人战略选择依序作出并随时间变化的群体时,情况会演变,产生更丰富的结果,包括形成集体国家,每个人都是合作者或叛逃者,从而形成集体国家。'

韦斯特说:“神经网络的集体或临界状态是由大脑的内部动力学自发地达到的,和所有临界现象一样,它的出现特性是由宏观尺度决定的,独立于微观尺度动力学。”。

由SOTC方法获得的EEG谱在高频像布朗运动一样衰减,在中频(α波)具有峰值,在低频具有逆幂律。

就大脑而言,逆幂律揭示了大脑能够对所提出的要求作出反应的时间尺度范围很广。

这种频谱显示了反应的灵活性,反映了从集中精力完成一项任务数小时到快速反击身体攻击的潜在范围。

韦斯特说:“这意味着在可预见的将来,战士的身体训练,以及与训练相关的必要的进度监控,将扩大到包括大脑。”“对大脑活动的可靠处理,以及对处理后的EEG信号的解释,将指导可靠技术的发展,以减轻压力,增强态势感知,并提高战场内外应对不确定性的能力。'

韦斯特说:“一种方法是将这些有希望的结果应用于军队感兴趣的数据集。”。“例如,量化患有PTSD的战士的EEG记录与对照组战士的EEG记录有何不同,以及这种测量在不同的治疗和药物治疗方案下如何变化。另一种方法是改进技术,例如,在保持灵敏度的同时,定位头皮上最健壮的位置。'

最常见的作用机制是通过受体,在细胞表面、细胞核或细胞质中。我在真理教的日子2受体是一种负责激活细胞之间或细胞内部化学信号的大分子。与受体结合的分子称为配体。配体与受体以多种方式相互作用:

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多