我们在动态环境中跟踪多个物体的能力使我们能够执行日常任务，例如驾驶，运动运动和在拥挤的购物中心行走。尽管有关多个对象跟踪（MOT）任务的三十年文献，但基本和交织的神经机制仍然知之甚少。在这里，我们研究了脑电图（EEG）神经相关性及其在3D-MOT任务的三个阶段的变化，即识别，跟踪和回忆。我们记录了24名参与者的脑电图活动，而他们执行了3D-MOT任务，其中有1、2或3个目标，其中一些试验被横向进行，有些则没有。我们观察到从跟踪到回忆时，集中注意力与工作记忆过程之间似乎是一种交接。我们的发现表明，在跟踪过程中，从额叶区域的三角洲和theta频率有很强的抑制作用，随后在召回过程中对这些相同频率的激活强烈（重新）激活。我们的结果还显示了在识别阶段和召回阶段的对侧延迟活性（CDA），但在跟踪过程中没有。

我们展示了一个新的数据集和基准，其目的是在大脑活动和眼球运动的交叉口中推进研究。我们的数据集EEGEYENET包括从三种不同实验范式中收集的356个不同受试者的同时脑电图（EEG）和眼睛跟踪（ET）录像。使用此数据集，我们还提出了一种评估EEG测量的凝视预测的基准。基准由三个任务组成，难度越来越高：左右，角度幅度和绝对位置。我们在该基准测试中运行大量实验，以便根据经典机器学习模型和大型神经网络提供实心基线。我们释放了我们的完整代码和数据，并提供了一种简单且易于使用的界面来评估新方法。

数字虚假信息的传播（又称“假新闻”）可以说是互联网上最重要的威胁之一，它可能造成大规模的个人和社会伤害。虚假新闻攻击的敏感性取决于互联网用户在阅读后是否认为虚假新闻文章/摘要是合法的。在本文中，我们试图通过神经认知方法来深入了解用户对以文本为中心的假新闻攻击的敏感性。我们通过脑电图调查了与假/真实新闻有关的神经基础。我们与人类用户进行实验，以彻底调查用户对假/真实新闻的认知处理和认知处理。我们分析了不同类别新闻文章的假/真实新闻检测任务相关的神经活动。我们的结果表明，在人脑处理假新闻与真实新闻的方式上可能没有统计学意义或自动可推断的差异，而当人们受到（真实/假）新闻与安息状态甚至之间的差异时，会观察到明显的差异一些不同类别的假新闻。这一神经认知发现可能有助于证明用户对假新闻攻击的敏感性，这也从行为分析中得到了证实。换句话说，假新闻文章似乎与行为和神经领域的真实新闻文章几乎没有区别。我们的作品旨在剖析假新闻攻击的基本神经现象，并通过人类生物学的极限解释了用户对这些攻击的敏感性。我们认为，对于研究人员和从业者来说，这可能是一个显着的见解楷模

苏黎世认知语言处理语料库（Zuco）提供了来自两种读取范例，正常读取和特定任务读数的眼跟踪和脑电图信号。我们分析了机器学习方法是否能够使用眼睛跟踪和EEG功能对这两个任务进行分类。我们使用聚合的句子级别功能以及细粒度的单词级别来实现模型。我们在主题内和交叉对象评估方案中测试模型。所有模型都在Zuco 1.0和Zuco 2.0数据子集上进行测试，其特征在于不同的记录程序，因此允许不同的概括水平。最后，我们提供了一系列的控制实验，以更详细地分析结果。

阅读理解是一个复杂的认知过程，涉及许多人类大脑活动。大量作品研究了在信息检索相关方案中阅读理解的模式和注意力分配。但是，关于阅读理解过程中人脑中发生的事情以及这些认知活动如何影响信息检索过程，知之甚少。此外，随着脑成像技术（例如脑电图（EEG））的进步，几乎可以实时收集大脑信号，并探索是否可以用作反馈来促进信息获取性能。在本文中，我们仔细设计了一项基于实验室的用户研究，以调查阅读理解过程中的大脑活动。我们的发现表明，神经反应随着不同类型的阅读内容而变化，即可以满足用户信息需求和无法无法满足的内容的内容。我们建议在阅读理解过程中以微观时间量表以微观时间量表来支持各种认知活动，例如认知负载，语义主题理解和推论处理。从这些发现中，我们说明了一些有关信息检索任务的见解，例如排名模型构建和界面设计。此外，我们建议有可能检测主动现实世界系统的阅读理解状态。为此，我们为基于脑电图的阅读理解建模（UERCM）提出了一个统一的框架。为了验证其有效性，我们基于脑电图特征进行了大量的实验，以进行两项阅读理解任务：回答句子分类和回答提取。结果表明，通过大脑信号提高两个任务的性能是可行的。

While the brain connectivity network can inform the understanding and diagnosis of developmental dyslexia, its cause-effect relationships have not yet enough been examined. Employing electroencephalography signals and band-limited white noise stimulus at 4.8 Hz (prosodic-syllabic frequency), we measure the phase Granger causalities among channels to identify differences between dyslexic learners and controls, thereby proposing a method to calculate directional connectivity. As causal relationships run in both directions, we explore three scenarios, namely channels' activity as sources, as sinks, and in total. Our proposed method can be used for both classification and exploratory analysis. In all scenarios, we find confirmation of the established right-lateralized Theta sampling network anomaly, in line with the temporal sampling framework's assumption of oscillatory differences in the Theta and Gamma bands. Further, we show that this anomaly primarily occurs in the causal relationships of channels acting as sinks, where it is significantly more pronounced than when only total activity is observed. In the sink scenario, our classifier obtains 0.84 and 0.88 accuracy and 0.87 and 0.93 AUC for the Theta and Gamma bands, respectively.

过去几十年来看，越来越多地采用的非侵入性神经影像学技术越来越大的进步，以检查人脑发展。然而，这些改进并不一定是更复杂的数据分析措施，能够解释功能性大脑发育的机制。例如，从单变量（大脑中的单个区域）转变为多变量（大脑中的多个区域）分析范式具有重要意义，因为它允许调查不同脑区之间的相互作用。然而，尽管对发育大脑区域之间的相互作用进行了多变量分析，但应用了人工智能（AI）技术，使分析不可解释。本文的目的是了解电流最先进的AI技术可以通知功能性大脑发展的程度。此外，还审查了哪种AI技术基于由发育认知神经科学（DCN）框架所定义的大脑发展的过程来解释他们的学习。这项工作还提出说明可解释的AI（Xai）可以提供可行的方法来调查功能性大脑发育，如DCN框架的假设。

衡量心理工作量的主要原因是量化执行任务以预测人类绩效的认知成本。不幸的是，一种评估具有一般适用性的心理工作量的方法。这项研究提出了一种新型的自我监督方法，用于从脑电图数据中使用深度学习和持续的大脑率，即认知激活的指标，而无需人类声明性知识，从而从脑电图数据进行了精神负荷建模。该方法是可培训的卷积复发性神经网络，该神经网络可通过空间保留脑电图数据的光谱地形图训练，以适合大脑速率变量。发现证明了卷积层从脑电图数据中学习有意义的高级表示的能力，因为受试者内模型的测试平均绝对百分比误差平均为11％。尽管确实提高了其准确性，但增加了用于处理高级表示序列的长期期内存储层并不重要。发现指出，认知激活的高级高水平表示存在准稳定的块，因为它们可以通过卷积诱导，并且似乎随着时间的流逝而彼此依赖，从而直观地与大脑反应的非平稳性质相匹配。跨主体模型，从越来越多的参与者的数据诱导，因此包含更多的可变性，获得了与受试者内模型相似的精度。这突出了人们在人们之间诱发的高级表示的潜在普遍性，这表明存在非依赖于受试者的认知激活模式。这项研究通过为学者提供一种用于心理工作负载建模的新型计算方法来促进知识的体系，该方法旨在通常适用，不依赖于支持可复制性和可复制性的临时人工制作的模型。

关于人类阅读的研究长期以来一直记录在阅读行为表明特定于任务的效果，但是建立一个通用模型来预测人类在给定任务中将显示什么的通用模型。我们介绍了Neat，这是人类阅读中注意力分配的计算模型，基于人类阅读优化了一项任务中关注经济和成功之间的权衡。我们的模型是使用当代神经网络建模技术实施的，并对注意力分配的分配方式在不同任务中如何变化做出明确的测试预测。我们在一项针对阅读理解任务的两个版本的眼影研究中对此进行了测试，发现我们的模型成功说明了整个任务的阅读行为。因此，我们的工作提供了证据表明，任务效果可以建模为对任务需求的最佳适应。

在过去的几年中，深度学习用于脑电图（EEG）分类任务一直在迅速增长，但其应用程序受到EEG数据集相对较小的限制。数据扩展包括在培训过程中人为地增加数据集的大小，它一直是在计算机视觉或语音等应用程序中获得最新性能的关键要素。尽管文献中已经提出了一些脑电图数据的增强转换，但它们对跨任务的绩效的积极影响仍然难以捉摸。在这项工作中，我们提出了对主要现有脑电图增强的统一和详尽的分析，该分析在常见的实验环境中进行了比较。我们的结果强调了为睡眠阶段分类和大脑计算机界面界面的最佳数据增强，在某些情况下显示预测功率改善大于10％。

Intelligent agents have great potential as facilitators of group conversation among older adults. However, little is known about how to design agents for this purpose and user group, especially in terms of agent embodiment. To this end, we conducted a mixed methods study of older adults' reactions to voice and body in a group conversation facilitation agent. Two agent forms with the same underlying artificial intelligence (AI) and voice system were compared: a humanoid robot and a voice assistant. One preliminary study (total n=24) and one experimental study comparing voice and body morphologies (n=36) were conducted with older adults and an experienced human facilitator. Findings revealed that the artificiality of the agent, regardless of its form, was beneficial for the socially uncomfortable task of conversation facilitation. Even so, talkative personality types had a poorer experience with the "bodied" robot version. Design implications and supplementary reactions, especially to agent voice, are also discussed.

可接受的是指对象允许的可能动作的感知。尽管其与人计算机相互作用有关，但没有现有理论解释了支撑无力形成的机制;也就是说，通过交互发现和适应的充分性。基于认知科学的加固学习理论，提出了一种综合性的无力形成理论。关键假设是用户学习在存在增强信号（成功/故障）时将有前途的电机动作与经验相关联。他们还学会分类行动（例如，“旋转”拨号），使他们能够命名和理由的能力。在遇到新颖的小部件时，他们概括这些行动的能力决定了他们感受到的能力。我们在虚拟机器人模型中实现了这个理论，它展示了在交互式小部件任务中的人性化适应性。虽然其预测与人类数据的趋势对齐，但人类能够更快地适应能力，表明存在额外机制。

在面部识别领域，一方面猕猴神经生理学与人类电生理学之间存在令人困惑的时序差异。猕猴中的单个单位记录已显示出100毫秒刺激发作以内的外部视觉皮层中的面部身份特定响应。但是，在人类的脑电图和梅格实验中，据报道，与不熟悉和熟悉的面孔相对应的神经活动之间存在一致的区别，大约在250毫秒内出现。这表明可能存在迄今未发现的人类电生理痕迹的面部熟悉感的早期相关性。我们在这里报告了使用模式分类技术在密集的MEG录音中成功搜索这种相关性。我们的分析表明，早在刺激发作后85毫秒内，面部熟悉程度的标记。图像的低级属性（例如亮度和颜色分布）无法解释这种早期新兴响应差异。这些结果有助于调和人类和猕猴的数据，并提供有关熟悉面部感知的神经机制的线索。

人类不断受到他人的行为和观点的影响。至关重要的是，人类之间的社会影响是由互惠构成的：我们更多地遵循一直在考虑我们意见的人的建议。在当前的工作中，我们研究了与社会类人机器人互动时相互影响的影响是否可以出现。在一项联合任务中，人类参与者和人形机器人进行了感知估计，然后在观察伴侣的判断后可以公开修改它们。结果表明，赋予机器人表达和调节其对人类判断的易感水平的能力代表了双刃剑。一方面，当机器人遵循他们的建议时，参与者对机器人的能力失去了信心。另一方面，参与者不愿透露他们对易感机器人缺乏信心，这表明出现了支持人类机器人合作的社会影响力的相互机制。

人类的感知基于无意识的推论，其中感觉输入与先前的信息集成在一起。这种现象被称为上下文依赖性，有助于面对外部世界的不确定性，并在先前的经验上构建了预测。另一方面，人类的感知过程固有地是由社会互动塑造的。但是，上下文依赖性的机制如何影响到迄今为止未知。如果使用以前的经验 - 先验 - 在单个环境中是有益的，那么它可能代表了其他代理商可能没有相同先验的社会场景中的问题，从而在共享环境上造成了感知的错误。本研究解决了这个问题。我们研究了与人形机器人ICUB的互动环境中的上下文依赖性，该机器人是刺激示威者。参与者在两个条件下重现了机器人所示的长度：一个具有社交性的ICUB，另一个与ICUB充当机械臂。机器人的不同行为显着影响了感知的先验使用。此外，社会机器人通过提高准确性并减少参与者的总体感知错误，从而对感知性能产生积极影响。最后，观察到的现象是按照贝叶斯的方法加深和探索共同感知的新概念进行了建模的。

在这项工作中，我们提出了一种基于从Marmoset猴的大脑收集的局部场潜在数据，提出了与帕金森病相关的新生物物理计算模型。帕金森病是一种神经退行性疾病，与大量NIGRA PARSCACTCA的多巴胺能神经元的死亡有关，这影响了大脑基底神经节 - 丘脑 - 皮质神经元电路的正常动态。尽管存在多种疾病的机制，但仍然缺少这些机制和分子发病机制的完整描述，仍然没有治愈。为了解决这种差距，已经提出了类似于动物模型中发现的神经生物学方面的计算模型。在我们的模型中，我们执行了一种数据驱动方法，其中使用差分演变优化了一组生物学限制参数。进化模型成功地类似于来自健康和Parkinsonian Marmoset脑数据的单神经元均值射击和局部场势的光谱签名。据我们所知，这是帕金森病的第一个基于来自Marmoset Monkeys的七个脑区域的同时电生理学记录的第一个计算模型。结果表明，该拟议的模型可以促进PD机制的调查，并支持可以表明新疗法的技术的发展。它还可以应用于其他计算神经科学问题，其中可以使用生物数据来适应大规模模型的脑电路。

对医疗保健监控的远程工具的需求从未如此明显。摄像机测量生命体征利用成像装置通过分析人体的图像来计算生理变化。建立光学，机器学习，计算机视觉和医学的进步这些技术以来的数码相机的发明以来已经显着进展。本文介绍了对生理生命体征的相机测量综合调查，描述了它们可以测量的重要标志和实现所做的计算技术。我涵盖了临床和非临床应用以及这些应用需要克服的挑战，以便从概念上推进。最后，我描述了对研究社区可用的当前资源（数据集和代码），并提供了一个全面的网页（https://cameravitals.github.io/），其中包含这些资源的链接以及其中引用的所有文件的分类列表文章。

许多领域的研究表明，转移学习（TL）非常适合提高具有少量样品的数据集中深度学习（DL）模型的性能。这种经验成功引发了对具有功能神经影像数据的认知解码分析的应用的兴趣。这里，我们系统地评估了从全脑功能磁共振成像（FMRI）数据的认知状态（例如，观看面部或房屋图像）的解码的TL。我们首先在大型公共FMRI数据集中预先列出两个DL架构，随后在独立实验任务和完全独立的数据集中评估其性能。预先训练的模型始终如一地达到更高的解码精度，并且通常需要较少的训练时间和数据，而不是模型变形，这些模型变体没有预先接受培训，明确强调预制培训的好处。我们证明，这些益处是由于预先训练的模型在使用新数据培训时重用了许多学习功能的这些益处，从而深入了解导致预训练的好处的机制。然而，在解释预先训练模型的解码决策时，我们还通过DL模型对全脑认知解码进行了差别挑战，因为这些已经学会了在不可预见的情况下利用FMRI数据和识别单个认知状态的违反直觉方式。

闭环大脑刺激是指捕获诸如脑电图（EEG）之类的神经生理学措施，迅速识别感兴趣的神经事件，并产生听觉，磁性或电刺激，从而精确地与大脑过程相互作用。这是一种基本神经科学的新方法，也许是临床应用，例如恢复降解记忆功能；但是，现有工具很昂贵，繁琐，并且具有有限的实验灵活性。在本文中，我们提出了Portiloop，这是一种基于深度学习的，便携式和低成本的闭环刺激系统，能够靶向特定的脑振荡。我们首先记录可以从市售组件构建的开放式软件实现。我们还提供了快速，轻巧的神经网络模型和探索算法，该算法自动优化了所需的脑振荡的模型超参数。最后，我们在实时睡眠主轴检测的具有挑战性的测试案例中验证了该技术，结果可与大规模在线数据注释主轴数据集（MODA；组共识）上的离线专家绩效相当。社区可以提供软件和计划，作为开放科学计划，旨在鼓励进一步开发并推动闭环神经科学研究。

功能连接是研究大脑振荡活动的关键方法，以便为神经元相互作用的潜在动态提供重要见解，并且主要用于脑活动分析。建立脑电脑界面信息几何的进步，我们提出了一种新颖的框架，它结合了功能连接估计和基于协方差的管道来对精神状态进行分类，例如电机图像。针对每个估算器培训的riemannian分类器，并且集合分类器将决策组合在每个特征空间中。提供了对功能连接估计器的全面评估，并在不同的条件和数据集上评估最佳表演管道，称为岩酮。使用Meta分析在数据集中聚合结果，FUCONE比所有最先进的方法更好地执行。性能增益主要是对特征空间的改进的改进的改进，增加了集合分类器相对于和内部主题间变异性的鲁棒性。