Decoding stimuli or behaviour from recorded neural activity is a common approach to interrogate brain function in research, and an essential part of brain-computer and brain-machine interfaces. Reliable decoding even from small neural populations is possible because high dimensional neural population activity typically occupies low dimensional manifolds that are discoverable with suitable latent variable models. Over time however, drifts in activity of individual neurons and instabilities in neural recording devices can be substantial, making stable decoding over days and weeks impractical. While this drift cannot be predicted on an individual neuron level, population level variations over consecutive recording sessions such as differing sets of neurons and varying permutations of consistent neurons in recorded data may be learnable when the underlying manifold is stable over time. Classification of consistent versus unfamiliar neurons across sessions and accounting for deviations in the order of consistent recording neurons in recording datasets over sessions of recordings may then maintain decoding performance. In this work we show that self-supervised training of a deep neural network can be used to compensate for this inter-session variability. As a result, a sequential autoencoding model can maintain state-of-the-art behaviour decoding performance for completely unseen recording sessions several days into the future. Our approach only requires a single recording session for training the model, and is a step towards reliable, recalibration-free brain computer interfaces.


翻译:记录神经活动的解析刺激或行为是研究中询问大脑功能的常见方法,也是大脑-计算机和大脑-机器界面的一个重要部分。即使从小神经群进行可靠解码也是可能的。即使从小神经群进行可靠解码也是可能的,因为高维神经人口活动通常使用低维的元体,这些元体具有适当的潜伏变量模型。然而,随着时间推移,单个神经元的活动和神经录制装置不稳定性的变化可能非常巨大,使日数和周数的稳定解码不切实际。虽然这种漂移无法在单个神经层面预测,但连续记录会议的人口水平的变化,例如不同的神经群和记录数据中一致神经元的变异在连续记录会话中可能可以学习,因为基础的元件在时间上保持稳定。对连续和不熟悉的神经元进行分类,并计入在连续记录神经在记录数据集时的偏差,可能会保持解码性表现。在这项工作中,对深神经网络进行自我校正的培训可以用来弥补这种会间变化。作为结果,为了彻底记录一个连续的连续的连续的自动演算,因此,我们需要记录一个连续的连续的连续的运行的演算过程。

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