[发明专利]用于处理神经信号的系统和方法

权利要求书

1.一种神经数据分析系统，包括：

特征提取模块，其被配置用于(1)从具有多个通道或电极的植入神经接口探针所获取的神经信号中波形提取多个特征，其中从所述神经信号波形中提取所述多个特征而不需要所述神经信号波形的先前数字化，以及(2)将所提取的特征作为多个离散输出进行传输；

特征-事件合并模块，其被配置用于(1)接收来自所述特征提取模块的所述多个离散输出，以及(2)基于特征-事件统计、生物电信号的先验知识和/或所述特征提取模块的行为模型，构建生物电活动的基于模型的推断；以及

逼近器模块，其被配置用于(1)接收来自所述特征-事件合并模块的多个合并事件，以及(2)对所述合并事件数据应用一系列变换以生成更高熵神经编码，其中所述神经编码包括由所述系统记录的多个神经元的总体活动的表示。

2.如权利要求1所述的神经数据分析系统，其中所述特征-事件合并模块被配置用于执行(2)的步骤，而不基于一动作电位信息无法归因于来源神经元而丢弃该动作电位信息。

3.如权利要求1所述的神经数据分析系统，其中所述特征-事件合并模块被配置用于执行(2)的步骤，而不需要将每个事件归类为与特定神经元相关，但不丢弃原本会使得这样的归类成为可能的特征。

4.如权利要求1所述的神经数据分析系统，其中所述神经接口探针包括大规模并行电极阵列。

5.如权利要求4所述的神经数据分析系统，其中所述大规模并行电极阵列包括结合到读出集成电路(ROIC)的多个微导线，并且其中所述ROIC包括多个CMOS像素传感器。

6.如权利要求5所述的神经数据分析系统，其中所述多个微导线的远端是柔性的，并且当所述神经接口探针被植入到大脑中时与神经物质相接触。

7.如权利要求1所述的神经数据分析系统，其中所述神经信号波形是由所述植入神经接口探针获取的细胞外动作电位波形或细胞内动作电位波形。

8.如权利要求1所述的神经数据分析系统，其中所述特征提取模块是CMOS传感器阵列，并且所述特征提取模块包括一个或多个低功率、混合信号集成电路。

9.如权利要求8所述的神经数据分析系统，其中所述CMOS阵列的一个或多个像素结合到所述神经接口探针的一个或多个通道或电极。

10.如权利要求8所述的神经数据分析系统，其中所述一个或多个检测电路包括一个或多个模拟电路和低分辨率(<10位)模数转换器。

11.如权利要求8所述的神经数据分析系统，其中所述一个或多个检测电路包括对所述神经信号的一个或多个模拟变换操作。

12.如权利要求11所述的神经数据分析系统，其中所述一个或多个模拟变换操作使用多个传递函数对所述神经信号进行变换，所述多个传递函数构成用于谱分解的基集。

13.如权利要求12所述的神经数据分析系统，其中所述基集包括多个特征向量(例如，主成分分析、最少判别分析)或小波基集。

14.如权利要求9所述的神经数据分析系统，其中所述一个或多个检测电路被配置用于通过以下各项来传输所述多个特征：

(a)基于一组预定触发条件对所述神经信号波形或这些神经波形的变换进行采样，以及传输一个或多个模拟值或数字值，或者

(b)传输使得所述触发条件存在的一个或多个二元脉冲。