論文の概要: Adaptive SpikeDeep-Classifier: Self-organizing and self-supervised
machine learning algorithm for online spike sorting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.01355v1
- Date: Thu, 30 Mar 2023 15:30:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-09 05:36:52.134543
- Title: Adaptive SpikeDeep-Classifier: Self-organizing and self-supervised
machine learning algorithm for online spike sorting
- Title(参考訳): Adaptive SpikeDeep-Classifier:オンラインスパイクソートのための自己組織化と自己教師型機械学習アルゴリズム
- Authors: Muhammad Saif-ur-Rehman, Omair Ali, Christian Klaes, Ioannis
Iossifidis
- Abstract要約: ユーザ意図の復号化に成功する2つの重要な要因は、埋め込まれたマイクロ電極アレイのサイズと、優れたオンラインスパイクソートアルゴリズムである。
Ada-SpikeDeep Classifier (Adaptive SpikeDeep-Classifier) という,オンラインスパイクソートのための適応的で自己組織化されたアルゴリズムを提案する。
我々のアルゴリズムは、ノイズとSAの分布の急激な変化を自動的に学習する最初のスパイクソートアルゴリズムである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Objective. Research on brain-computer interfaces (BCIs) is advancing towards
rehabilitating severely disabled patients in the real world. Two key factors
for successful decoding of user intentions are the size of implanted
microelectrode arrays and a good online spike sorting algorithm. A small but
dense microelectrode array with 3072 channels was recently developed for
decoding user intentions. The process of spike sorting determines the spike
activity (SA) of different sources (neurons) from recorded neural data.
Unfortunately, current spike sorting algorithms are unable to handle the
massively increasing amount of data from dense microelectrode arrays, making
spike sorting a fragile component of the online BCI decoding framework.
Approach. We proposed an adaptive and self-organized algorithm for online spike
sorting, named Adaptive SpikeDeep-Classifier (Ada-SpikeDeepClassifier), which
uses SpikeDeeptector for channel selection, an adaptive background activity
rejector (Ada-BAR) for discarding background events, and an adaptive spike
classifier (Ada-Spike classifier) for classifying the SA of different neural
units. Results. Our algorithm outperformed our previously published
SpikeDeep-Classifier and eight other spike sorting algorithms, as evaluated on
a human dataset and a publicly available simulated dataset. Significance. The
proposed algorithm is the first spike sorting algorithm that automatically
learns the abrupt changes in the distribution of noise and SA. It is an
artificial neural network-based algorithm that is well-suited for hardware
implementation on neuromorphic chips that can be used for wearable invasive
BCIs.
- Abstract(参考訳): 目的。
脳-コンピュータインターフェース(BCI)の研究は、現実世界で重度の障害のある患者をリハビリするために進んでいる。
ユーザ意図の復号化に成功する2つの重要な要因は、埋め込まれたマイクロ電極アレイのサイズと、優れたオンラインスパイクソートアルゴリズムである。
3072チャンネルの小型で高密度なマイクロ電極アレイが最近、ユーザの意図をデコードするために開発された。
スパイク分類のプロセスは、記録された神経データから異なるソース(ニューロン)のスパイク活性(sa)を決定する。
残念ながら、現在のスパイクソートアルゴリズムは、高密度のマイクロ電極アレイから大量のデータを処理できないため、スパイクソートはオンラインBCIデコーディングフレームワークの脆弱なコンポーネントとなっている。
アプローチ。
本稿では,チャネル選択にspikedeeptectorを使用するadaptive spike deep-classifier(ada-spike deepclassifier)と,背景イベントを破棄するadaptive background activity rejector(ada-bar)と,異なる神経単位のsaを分類するadaptive spike classifier(ada-spike classifier)という,オンラインスパイクソートのための適応的かつ自己組織化されたアルゴリズムを提案する。
結果だ
提案アルゴリズムは,これまでに公表したSpikeDeep-Classifierおよび他の8つのスパイクソートアルゴリズムを,人間のデータセットと公開可能なシミュレートデータセットで評価した。
重要なこと。
提案アルゴリズムはノイズとSAの分布の急激な変化を自動的に学習する最初のスパイクソートアルゴリズムである。
このアルゴリズムは、ウェアラブルな侵入型BCIに使用できるニューロモルフィックチップのハードウェア実装に適した人工ニューラルネットワークベースのアルゴリズムである。
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