[發明專利]一種搭載圖形界面的可交互式腦機接口方法和裝置

在審

• 申請號: 202211276614.3
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115357125A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 馮琳清;姜思逸;魏依娜;唐弢;田琪;朱琴;周津潤;朱楠;李雅清
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/04845;G06V10/24;G06V10/25
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理有限公司 11435
• 代理人: 戴莉

本發明提出一種搭載圖形界面的可交互式腦機接口方法和裝置，提供一站式的相關服務。本發明針對光學腦機接口的各實驗階段，設計了高效的用戶圖形界面，同時也整合了目前該領域常用的熱點工具，能夠有效減少研究員進行光學腦機接口實驗的時間成本，提高實驗效率。本發明還針對光學腦機接口實驗進行了普適性調整，可適用于大部分離線、在線實驗，且操作靈活簡便，運行穩定，可以在光學腦機接口領域廣泛使用。

技術領域

本發明涉及光學腦機接口領域，特別涉及一種搭載圖形界面的可交互式腦機接口方法和裝置。

背景技術

近年來，光學腦機接口成為腦機接口領域極具潛力的一個分支。它通過鈣成像的方式觀察腦內神經元活動情況，可以做到對單細胞的長時間活動追蹤，為腦部機理研究提供了強有力的支撐。針對光學腦機接口實驗，國內外學者開發了許多工具箱，主要包括：發表在《Elife》上的《CaImAn an open source tool for scalable calcium imaging dataanalysis》；發表在《Frontiers in Neural Circuits》上的《EZcalcium: Open-SourceToolbox for Analysis of Calcium Imaging Data》；以及發表在《Biorxiv》上的《Suite2p: beyond 10,000 neurons with standard two-photon microscopy》。以上幾種工具箱在采集和離線數據分析方面給研究員提供了很大便利，是近期學者們廣泛選擇使用的工具。

然而，這些工具箱并沒有配置用戶圖形界面，只能夠在代碼層面運行，使得用戶需要具備一定編程知識才可以使用。在實際使用過程中，用戶往往會因為環境搭建、代碼閱讀、參數調試等問題耗費大量時間。因此，如何提升使用效率是一個待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種搭載圖形界面的可交互式腦機接口方法和裝置，以克服現有技術中的不足。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本申請公開了一種搭載圖形界面的可交互式腦機接口方法，具體包括如下步驟：

S1、采集包含神經元活動的鈣成像實驗數據，所述實驗數據包括測試數據和訓練數據；

S2、對實驗數據進行預處理，并進行感興趣區域和熒光軌跡的提取，得到腦內神經元發放信號；

S3、通過訓練數據的腦內神經元發放信號對解碼器進行訓練；

S4、使用訓練好的解碼器解析測試數據的腦內神經元發放信號，完成被試者腦活動至行為的解析。

作為優選，步驟S1具體包括如下子步驟：

S11、根據實驗需求，調整攝像頭的畫面參數；

S12、通過攝像頭捕捉鈣成像畫面并顯示在圖像界面中。

作為優選，步驟S11中畫面參數包括曝光值、增益值、LED燈光強度以及顯示幀率。

作為優選，步驟S2具體包括如下子步驟：

S21、對實驗數據進行運動校正處理，在圖像界面中重新加載校正后的數據；

S22，選取感興趣區域，并在圖像界面上顯示標注；

S23，對感興趣區域進行熒光軌跡提取，并顯示在圖像界面上。

作為優選，步驟S21中運動校正過程具體如下：遍歷整個實驗數據獲取模板，通過模板逐幀對實驗數據進行校正。

作為優選，步驟S22中選取感興趣區域包括自動選取和手動選取，自動選取的算法與參數由用戶指定。

作為優選，步驟S23中熒光軌跡提取具體過程包括：提取各感興趣區域內的熒光值，并以曲線的形式繪制在圖像界面上。