Sıçan birincil bedenduyusu korteksinde kayıt ve uyarım için mikro-elektrokortikografi tabanlı beyin-bilgisayar arayüzü

Bu tezde sıçanların birincil bedenduyusu korteksi (SI) arka ayak alanında kayıt ve uyarım için mikro-elektrokortikografi (µECoG) tabanlı beyin-bilgisayar arayüz-lerinin (BBA) özellikleri incelenmiştir. İlk olarak, sıçanlara 16 kanallı ticari platin iridyum (Pt-Ir) veya yeni geliştirilmiş indirgenmiş grafen oksit (rGO) µECoG elektrotları implante edilmiştir. Kayıt seanslarında, hareketi kısıtlanmamış sıçanlar kendi hızlarında manivelaya basma görevini yerine getirmiştir. Manivelaya basma sonrası iki frekansta ve üç genlikte arka ayaklara titreşimsel mekanik uyaranlar uygulanmıştır. Motor ve duyusal bilgiler aynı beyin bölgesinden alınan µECoG kayıtları ile destek vektör makinesi (DVM) algoritması kullanılarak kestirilmiştir. rGO and Pt-Ir µECoG dizileri benzer sınıflandırma performansı göstermiştir. Hareketi yürütme niyeti ve duyusal uyarımın varlığı yüksek doğrulukla çözümlenirken, uyarımın frekans ve genlik sınıflandırma performansları orta düzeyde çıkmıştır. Ayrıca, bazı sıçanlar titreşimsel mekanik uyaranlara karşı evet/hayır tipi psikofiziksel algılama görevi gerçekleştirmişlerdir. Sağ/sol manivela basımları çeşitli makine öğrenme algoritmaları kullanılarak kestirilmiştir. Sonuç olarak, SI korteksinin arka ayak bölgesinden motor bilgisinin elde edilebileceği iki deneyde de gösterilmektedir. Diğer bir çalışmada, serbest dolaşan sıçanların aynı beyin bölgesine farklı parametrelerde elektriksel uyarım verilmiştir ve motor/rahatsızlık eşikleri video analizlerde gözlemlenmiştir. Bazı deneklerde ise elektriksel uyarıma karşı evet/hayır psikofiziksel algılama görevi gerçekleştirilmiş ve psikometrik fonksiyonlar çıkartılmıştır. Böylelikle uyarım parametrelerinin yapay duyusal algılamaya etkisi bulunmuştur. Genel olarak, bu tezde SI arka ayak alanının µECoG tabanlı BBA çalışmaları için uygun olduğu gösterilmiştir. Ayrıca yeni geliştirilen rGO elektrotlar kronik kayıt ve uyarım için iyi performans sergilemişlerdir.