Denoising and decoding spontaneous vagus nerve recordings with machine learning
Notice bibliographique
Résumé
Neural interfaces that electrically stimulate the peripheral nervous system have been shown to successfully improve symptom management for several conditions, such as epilepsy and depression. A crucial part for closing the loop and improving the efficacy of implantable neuromodulation devices is the efficient extraction of meaningful information from nerve recordings, which can have a low Signal-to-Noise ratio (SNR) and non-stationary noise. In recent years, machine learning (ML) models have shown outstanding performance in regression and classification problems, but it is often unclear how to translate and assess these for novel tasks in biomedical engineering. This paper aims to adapt existing ML algorithms to carry out unsupervised denoising of neural recordings instead. This is achieved by applying bandpass filtering and two novel ML algorithms to in-vivo spontaneous, low-SNR vagus nerve recordings. The performance of each approach is compared using the task of extracting respiratory afferent activity and validated using cross-correlation, MSE, and accuracy in terms of extracting the true respiratory rate. A variational autoencoder (VAE) model in particular produces results that show better correlation with respiratory activity compared to bandpass filtering, highlighting that these models have the potential to preserve relevant features in complex neural recordings.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,000 |
| 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 ».