Четверг, 8 января 2026
$78.23 €92.09 ¥11.16
-12.9 C
Санкт-Петербург

Ученые добиваются предсказания запахов через биосигналы

Ученые представили электробульбограмму (EBG) — новый неинвазивный метод, разработанный для регистрации ответов от обонятельной луковицы человека (OB). 

OB является начальным этапом обработки в обонятельной системе и запускает процессы распознавания и различения запахов, пишет Nature.

EBG требует всего несколько электродов на лбу, что делает его простым и перспективным инструментом для использования вне лабораторий. Поскольку электроды EBG оптимизированы для измерения активности OB, они, вероятно, предоставляют более релевантную обонятельную информацию и меньше посторонних данных по сравнению с сигналами ЭЭГ.

Подобно ЭЭГ, измерения EBG часто усредняются по пробам для уменьшения влияния шума. Исследования EBG показывают, что обонятельная луковица человека генерирует бета- и гамма-колебания во время обработки запахов.

Однако, насколько известно авторам, в настоящее время нет исследований о возможности использования EBG для однократного прогнозирования обонятельного опыта. В данном исследовании рассматривается возможность обнаружения восприятия запаха с помощью неинвазивной регистрации биологических сигналов человека в отдельных пробах.

Особое внимание уделено двум фундаментальным аспектам применения интерфейсов мозг-компьютер (BCI) на основе обонятельного опыта человека: типам биологических данных, используемым для исследования обонятельного опыта, и моделям, используемым для обработки этих сигналов и прогнозирования обонятельного опыта. Впервые сравнивается производительность нового метода EBG (scalp-EBG) и данных о сниффинге с общепринятыми измерениями ЭЭГ.

Было показано, что отслеживание сниффа, регистрирующее изменения температуры во время вдоха, коррелирует с восприятием запаха. Кроме того, сравнивается производительность этих типов данных с реконструированной активностью OB и пириформной коры (source-EBG), широко используемой в нейробиологических исследованиях.

Поскольку разные каналы данных могут содержать уникальную информацию о задаче, изучается вопрос о том, повышает ли объединение этих каналов точность обнаружения. Кроме того, внимание уделяется типу модели, используемой для обработки данных.

Сложность обонятельных биосигналов затрудняет поиск признаков, которые максимально представляют связанную с задачей активность в записях отдельных проб. Глубокие нейронные сети — это сквозные модели, продемонстрировавшие многообещающие результаты в анализе биомедицинских сигналов.

Преимущество использования глубоких нейронных сетей заключается в их способности снижать потребность в обширной предварительной обработке данных и разработке признаков. Это особенно полезно, когда доступ к экспертам в данной области является дорогостоящим или когда данные слишком сложны для прямой идентификации признаков, что делает процесс трудным и трудоемким, как в случае с сигналами ЭЭГ.

В результате сравнивается производительность сверточной нейронной сети (CNN) со стандартной линейной моделью, требующей разработки признаков. CNN являются наиболее часто используемыми архитектурами в классификации сигналов ЭЭГ и показали улучшенные результаты по сравнению с другими архитектурами во многих приложениях BCI.

Стоит отметить, что сети глубокого обучения обычно требуют значительного объема данных для обучения общим и значимым признакам. В этом исследовании оценивается производительность этих моделей с небольшими наборами данных, оценивается риск переобучения и предлагаются стратегии для предотвращения предвзятой оценки производительности.

Узнавайте о новостях первыми в наших официальных каналах в Telegram и Дзене

Поделиться:

Читайте также

Гарвардский астрофизик Ави Леб в своем блоге перечислил ряд необычных характеристик межзвездного объекта 3I/ATLAS, которые, по его мнению, могут свидетельствовать в пользу гипотезы о его искусственном происхождении. При этом научное сообщество в целом считает объект естественной кометой.Перечисленные аномалииСогласно утверждениям Леба, к аномальным особенностям 3I/ATLAS относятся: Ретроградная траектория, совпадающая с плоскостью эклиптики планет с высокой точностью; Направленный к Солнцу выброс вещества (антихвост), что нетипично для комет; Крупные размеры и высокая скорость по сравнению с первым известным межзвездным объектом 1I/Оумуамуа; Точное прохождение в пределах десятков миллионов километров от орбит Марса, Венеры и Юпитера.Кроме того, выделяется необычный состав газового шлейфа с аномально высоким содержанием никеля относительно железа и низким (около 4%) содержанием воды; Экстремальная отрицательная поляризация, не наблюдаемая у известных комет; Прибытие...
Исследователи из Университета Калгари и Национального исследовательского совета Канады получили новые доказательства существования сверхслабого фотонного излучения (СФИ), испускаемого живыми организмами. Эксперименты на мышах и растениях показали, что это свечение, связанное с биохимическими процессами, резко ослабевает после смерти.Суть эксперимента и результатыУченые под руководством физика Вахида Салари использовали высокочувствительные камеры для сравнения фотонного излучения живых и мертвых организмов в полной темноте.  Эксперимент с мышами: Четырех живых мышей помещали в темную камеру и снимали в течение часа, после чего животных усыпляли и продолжали съемку. Тела поддерживали при температуре живого организма, чтобы исключить влияние теплового излучения. Результаты показали значительное снижение количества регистрируемых фотонов в видимом диапазоне после смерти.   Эксперимент с растениями: Листья резуховидки Таля и карликового зонтичного дерева подвергали физическим повреждениям...

Интересное

Новости дня

По теме

Подпишись на наши соцсети

Сообщить новость

Отправьте свою новость в редакцию, расскажите о проблеме или подкиньте тему для публикации. Сюда же загружайте ваше видео и фото.

ИЛИ ПИШИТЕ