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Enregistrement W4389429264 · doi:10.1186/s12938-023-01181-0

Selective peripheral nerve recording using simulated human median nerve activity and convolutional neural networks

2023· article· en· W4389429264 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueBioMedical Engineering OnLine · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueNeuroscience and Neural Engineering
Établissements canadiensToronto Rehabilitation InstituteUniversity of TorontoUniversity Health Network
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésComputer scienceConvolutional neural networkNoise (video)Context (archaeology)Sciatic nervePattern recognition (psychology)Artificial intelligenceNeuroscienceAnatomyMedicineImage (mathematics)Biology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: It is difficult to create intuitive methods of controlling prosthetic limbs, often resulting in abandonment. Peripheral nerve interfaces can be used to convert motor intent into commands to a prosthesis. The Extraneural Spatiotemporal Compound Action Potentials Extraction Network (ESCAPE-NET) is a convolutional neural network (CNN) that has previously been demonstrated to be effective at discriminating neural sources in rat sciatic nerves. ESCAPE-NET was designed to operate using data from multi-channel nerve cuff arrays, and use the resulting spatiotemporal signatures to classify individual naturally evoked compound action potentials (nCAPs) based on differing source fascicles. The applicability of this approach to larger and more complex nerves is not well understood. To support future translation to humans, the objective of this study was to characterize the performance of this approach in a computational model of the human median nerve. METHODS: Using a cross-sectional immunohistochemistry image of a human median nerve, a finite-element model was generated and used to simulate extraneural recordings. ESCAPE-NET was used to classify nCAPs based on source location, for varying numbers of sources and noise levels. The performance of ESCAPE-NET was also compared to ResNet-50 and MobileNet-V2 in the context of classifying human nerve cuff data. RESULTS: Classification accuracy was found to be inversely related to the number of nCAP sources in ESCAPE-NET (3-class: 97.8% ± 0.1%; 10-class: 89.3% ± 5.4% in low-noise conditions, 3-class: 70.3% ± 0.1%; 10-class: 52.5% ± 0.3% in high-noise conditions). ESCAPE-NET overall outperformed both MobileNet-V2 (3-class: 96.5% ± 1.1%; 10-class: 84.9% ± 1.7% in low-noise conditions, 3-class: 86.0% ± 0.6%; 10-class: 41.4% ± 0.9% in high-noise conditions) and ResNet-50 (3-class: 71.2% ± 18.6%; 10-class: 40.1% ± 22.5% in low-noise conditions, 3-class: 81.3% ± 4.4%; 10-class: 31.9% ± 4.4% in high-noise conditions). CONCLUSION: All three networks were found to learn to differentiate nCAPs from different sources, as evidenced by performance levels well above chance in all cases. ESCAPE-NET was found to have the most robust performance, despite decreasing performance as the number of classes increased, and as noise was varied. These results provide valuable translational guidelines for designing neural interfaces for human use.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,776
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,002
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,043
Tête enseignante GPT0,300
Écart entre enseignants0,257 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle