近日，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越中心杜久林研究組、穆宇研究組，聯(lián)合自動(dòng)化研究所蒿杰研究組，在《自然-神經(jīng)科學(xué)》上在線發(fā)表了題為《實(shí)時(shí)分析大規(guī)模神經(jīng)成像，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)動(dòng)態(tài)的閉環(huán)研究》的研究論文。相關(guān)成果已被授權(quán)發(fā)明專利“光學(xué)腦機(jī)接口系統(tǒng)和方法”。
該研究借助天文學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，采用FPGA-GPU混合架構(gòu)，對高達(dá)500MB/s的大數(shù)據(jù)流神經(jīng)功能數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)配準(zhǔn)、信號(hào)提取和分析。通過這一技術(shù)突破，該團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了對斑馬魚全腦十萬級(jí)神經(jīng)元的實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析，進(jìn)而對任意選擇的神經(jīng)元集群活動(dòng)進(jìn)行解碼，以控制外部設(shè)備。這一成果標(biāo)志著基于全腦單細(xì)胞光學(xué)成像的虛擬現(xiàn)實(shí)、光遺傳調(diào)控等技術(shù)在腦科學(xué)閉環(huán)研究中的應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步。
研究團(tuán)隊(duì)表示，依托大數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)分析和高通量全腦成像技術(shù)，他們未來將進(jìn)一步研究篩選適合光學(xué)腦機(jī)接口的神經(jīng)群體活動(dòng)特征，以揭示其機(jī)制，開發(fā)出更高效的光學(xué)腦機(jī)接口技術(shù)，推進(jìn)腦科學(xué)研究范式的發(fā)展。
圖片來源|東西南北雜志社
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