在系统工程学院的一个突破性项目中,CIRG的成员正在通过电极阵列将计算机与正在生长的神经元培养体连接起来,目的是让培养体学会控制移动机器人。这可能会使我们在理解神经元和神经元网络的功能和发育过程方面向前迈进一大步,并有助于我们理解支持记忆或学习等基本特性的生物机制。Animat还可以成为研究神经疾病(如阿尔茨海默病或帕金森病)的可行的、在伦理上更可接受的平台,并最终可用于测试新的药理治疗方法。这个令人兴奋的项目也为智能机器人平台开辟了几乎无限的可能性,并可能创造出真正自主的机器人,可以部署在排除人类频繁干预的条件下,例如深空探索。
移动机器人神经元细胞控制的体系结构人们通常认为机器人的智能控制机构是一个计算机系统。然而,目前正在进行的研究是培养和训练生物神经网络作为交互式现实世界机器人的大脑,从而完全取代计算机系统或与计算机系统合作运行。研究这样的神经系统可以对生物神经结构有一个清晰的认识,因此这样的研究有直接的医学意义。特别是,利用啮齿动物原代游离培养神经网络来控制活动的“动物”。
(人造动物,动物和材料的缩写)是一种发现生物神经元网络计算能力的新方法。这种性质的游离文化需要以某种形式适当地体现,以便在受控环境中适当地发展,在受控环境中,可以通过感官数据接收适当的刺激,但对运动动作的最终影响仍然保留。本研究的主要目的是评估游离培养神经网络的计算能力和学习能力,以期推进人工神经网络的网络级处理。为此,我们创造了一种人工混合系统(动画),通过游离的大鼠神经元培养物对移动机器人进行闭环控制。这种通过感知和影响与环境的“闭环”相互作用使研究其学习能力成为可能。
来源:
D. Xydas, D. Norcott, K. Warwick, B. Whalley, S. Nasuto, V. Becerra, M. Hammond, J. Downes,和S. Marshall,“移动机器人的神经元细胞控制的体系结构”,施普林格先进机器人学文集- 2008年欧洲机器人研讨会论文集,第44卷,第23-31页。
脑电图(EEG)分析
测量头皮上各点随时间变化的电势,可以推断出大脑中电活动的来源。由于大量神经元活动的同步模式而产生的脑电图(EEG)波动似乎包含了关于大脑认知处理及其健康状态的有用信息。CIRG的研究集中在描述同步模式的新技术及其在记忆障碍早期诊断中的应用。这样的研究很有意义,因为它描述了基本的认知过程,也因为它对痴呆的早期诊断具有实际的潜力。该研究与雷丁大学心理学和应用语言学学院以及德国马格德堡大学继续合作。与心理学和应用语言学学院合作的新项目,建立在脑电分析项目在BCI应用和记忆功能方面的成功基础上,专注于描述语言处理的脑电特征,而不需要对多次试验进行平均。这是非常重要的,因为标准平均方法可能会掩盖大脑中信息处理的重要特征,而且对于诊断脑损伤的受试者来说肯定是次优的,因为几乎从定义上来说,脑损伤是特定的。在与巴西Uberlandia大学的合作中,研究人员对来自耳道非常早期阶段的脑电图样信号进行了表征,这可能有助于从业者早期诊断听力障碍或诊断耳道肿瘤。