人工神經(jīng)元可以實時識別生物信號

當(dāng)前的神經(jīng)**算法產(chǎn)生了令人印象深刻的結(jié)果,有助于解決許多問題。但是,用于運(yùn)行這些算法的電子設(shè)備仍然需要太多的處理能力。當(dāng)涉及實時處理感官信息或與環(huán)境的交互時,這些人工智能(AI)系統(tǒng)根本無法與實際的大腦競爭。

Neuromorphic芯片可檢測高頻振蕩

神經(jīng)形態(tài)工程學(xué)是一種有希望的新方法,可以彌合人工智能與自然智能之間的鴻溝。蘇黎世大學(xué),蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和蘇黎世大學(xué)醫(yī)院的跨學(xué)科研究團(tuán)隊已經(jīng)使用這種方法來開發(fā)基于神經(jīng)形態(tài)技術(shù)的芯片,該芯片能夠可靠,準(zhǔn)確地識別復(fù)雜的生物信號。科學(xué)家們能夠使用這項技術(shù)成功檢測以前記錄的高頻振蕩(HFO)農(nóng)業(yè)科普知識宣傳圖片。使用顱內(nèi)腦電圖(iEEG)測量的這些特定波已被證明是用于識別引起癲癇發(fā)作的腦組織的有前途的生物標(biāo)志物。

復(fù)雜,緊湊且節(jié)能

研究人員首先設(shè)計了一種算法,該算法可以通過模擬大腦的自然神經(jīng)**(即所謂的尖峰神經(jīng)**(SNN))來檢測HFO。第二步涉及在指甲大小的硬件中實現(xiàn)SNN,該硬件通過電極接收神經(jīng)信號,并且與傳統(tǒng)計算機(jī)不同,它具有很高的能源效率。這樣就可以在不依賴互聯(lián)網(wǎng)或云計算的情況下以非常高的時間分辨率進(jìn)行計算。UZH和ETH Zur-ich的神經(jīng)信息學(xué)研究所教授Giacomo Indiveri說:“我們的設(shè)計使我們能夠?qū)崟r識別生物信號中的時空模式?!?/p>

測量手術(shù)室和醫(yī)院外部的HFO

研究人員現(xiàn)在計劃利用他們的發(fā)現(xiàn)來創(chuàng)建一個電子系統(tǒng),該系統(tǒng)可以實時可靠地識別和監(jiān)視HFO。當(dāng)用作手術(shù)室中的附加診斷工具時,該系統(tǒng)可以改善神經(jīng)外科手術(shù)干預(yù)的結(jié)果。

但是,這不是HFO識別可以發(fā)揮重要作用的唯一領(lǐng)域。該小組的長期目標(biāo)是開發(fā)一種可以在醫(yī)院外使用的監(jiān)測癲癇病的設(shè)備,這將使數(shù)周或數(shù)月的大量電極信號分析成為可能。Indiveri說:“我們希望在設(shè)計中集成低能耗的無線數(shù)據(jù)通信,例如將其連接到手機(jī)?!碧K黎世大學(xué)醫(yī)院的神經(jīng)生理學(xué)家Johannes Sarnthein闡述道:“諸如此類的便攜式或可植入芯片可以識別癲癇發(fā)作率較高或較低的時期,這將使我們能夠提供個性化的藥物?!边@項癲癇病研究正在蘇黎世癲癇病學(xué)和癲癇手術(shù)中心進(jìn)行,

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