Heart rate variability predicts decline in sensorimotor rhythm control
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Objective. Voluntary control of sensorimotor rhythms (SMRs, 8–12 Hz) can be used for brain–computer interface (BCI)-based operation of an assistive hand exoskeleton, e.g. in finger paralysis after stroke. To gain SMR control, stroke survivors are usually instructed to engage in motor imagery (MI) or to attempt moving the paralyzed fingers resulting in task- or event-related desynchronization (ERD) of SMR (SMR-ERD). However, as these tasks are cognitively demanding, especially for stroke survivors suffering from cognitive impairments, BCI control performance can deteriorate considerably over time. Therefore, it would be important to identify biomarkers that predict decline in BCI control performance within an ongoing session in order to optimize the man–machine interaction scheme. Approach. Here we determine the link between BCI control performance over time and heart rate variability (HRV). Specifically, we investigated whether HRV can be used as a biomarker to predict decline of SMR-ERD control across 17 healthy participants using Granger causality. SMR-ERD was visually displayed on a screen. Participants were instructed to engage in MI-based SMR-ERD control over two consecutive runs of 8.5 min each. During the 2nd run, task difficulty was gradually increased. Main results. While control performance ( p = .18) and HRV ( p = .16) remained unchanged across participants during the 1st run, during the 2nd run, both measures declined over time at high correlation (performance: −0.61%/10 s, p = 0; HRV: −0.007 ms/10 s, p < .001). We found that HRV exhibited predictive characteristics with regard to within-session BCI control performance on an individual participant level ( p < .001). Significance. These results suggest that HRV can predict decline in BCI performance paving the way for adaptive BCI control paradigms, e.g. to individualize and optimize assistive BCI systems in stroke.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».