Learning to see via epiretinal implant stimulation in silico with model-based deep reinforcement learning
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVE: Diseases such as age-related macular degeneration and retinitis pigmentosa cause the degradation of the photoreceptor layer. One approach to restore vision is to electrically stimulate the surviving retinal ganglion cells with a microelectrode array such as epiretinal implants. Epiretinal implants are known to generate visible anisotropic shapes elongated along the axon fascicles of neighboring retinal ganglion cells. Recent work has demonstrated that to obtain isotropic pixel-like shapes, it is possible to map axon fascicles and avoid stimulating them by inactivating electrodes or lowering stimulation current levels. Avoiding axon fascicule stimulation aims to remove brushstroke-like shapes in favor of a more reduced set of pixel-like shapes. APPROACH: In this study, we propose the use of isotropic and anisotropic shapes to render intelligible images on the retina of a virtual patient in a reinforcement learning environment named rlretina. The environment formalizes the task as using brushstrokes in a stroke-based rendering task. MAIN RESULTS: We train a deep reinforcement learning agent that learns to assemble isotropic and anisotropic shapes to form an image. We investigate which error-based or perception-based metrics are adequate to reward the agent. The agent is trained in a model-based data generation fashion using the psychophysically validated axon map model to render images as perceived by different virtual patients. We show that the agent can generate more intelligible images compared to the naive method in different virtual patients. SIGNIFICANCE: This work shares a new way to address epiretinal stimulation that constitutes a first step towards improving visual acuity in artificially-restored vision using anisotropic phosphenes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».