This review discusses the critical issues and recommended practices from the perspective of myoelectric interfaces. The major benefits and challenges of myoelectric interfaces are evaluated. The article aims to fill gaps left by previous reviews and identify avenues for future research. Recommendations are given, for example, for electrode placement, sampling rate, segmentation, and classifiers. Four groups of applications where myoelectric interfaces have been adopted are identified: assistive technology, rehabilitation technology, input devices, and silent speech interfaces. The state-of-the-art applications in each of these groups are presented.

Abstract In graph theory, “multilayer networks” represent systems involving several interconnected topological levels. A neuroscience example is the hierarchy of connections between different cortical depths or “lamina”. This hierarchy is becoming non-invasively accessible in humans using ultra-high-resolution functional MRI (fMRI). Here, we applied multilayer graph theory to examine functional connectivity across different cortical depths in humans, using 7T fMRI (1-mm 3 voxels; 30 participants). Blood oxygenation level dependent (BOLD) signals were derived from five depths between the white matter and pial surface. We then compared networks where the inter-regional connections were limited to a single cortical depth only (“layer-by-layer matrices”) to those considering all possible connections between regions and cortical depths (“multilayer matrix”). We utilized global and local graph theory features that quantitatively characterize network attributes such as network composition, nodal centrality, path-based measures, and hub segregation. Detecting functional differences between cortical depths was improved using multilayer connectomics compared to the layer-by-layer versions. Superficial aspects of the cortex dominated information transfer and deeper aspects clustering. These differences were largest in frontotemporal and limbic brain regions. fMRI functional connectivity across different cortical depths may contain neurophysiologically relevant information. Multilayer connectomics could provide a methodological framework for studies on how information flows across this hierarchy.

ABSTRACT Corticokinematic coherence (CKC) quantifies the phase coupling between limb kinematics and cortical neurophysiological signals reflecting proprioceptive feedback to the primary sensorimotor (SM1) cortex. We studied CKC to proprioceptive stimulation ( i . e . movement-actuator-evoked movements) of right-hand digits (index, middle, ring and little) performed simultaneously or separately. CKC was computed between magnetoencephalography (MEG) and finger acceleration signals. The strongest CKC was obtained by stimulating the fingers simultaneously at fixed 3-Hz frequency, and can, therefore, be recommended as design for fast functional localization of the hand area in the primary sensorimotor (SM1) cortex using MEG. The peaks of CKC sources were concentrated in the hand region of the SM1 cortex, but did not follow consistent somatotopic order. This result suggests that spatial specificity of MEG is not sufficient to separate proprioceptive finger representations of the same hand adequately or that their representations are overlapping.

Neuroimaging studies of the functional organization of human auditory cortex have focused on group-level analyses to identify tendencies that represent the typical brain. Here, we mapped auditory areas of the human superior temporal cortex (STC) in 30 participants by combining functional network analysis and 1-mm isotropic resolution 7T functional magnetic resonance imaging (fMRI). Two resting-state fMRI sessions, and one or two auditory and audiovisual speech localizer sessions, were collected on 3-4 separate days. We generated a set of functional network-based parcellations from these data. Solutions with 4, 6, and 11 networks were selected for closer examination based on local maxima of Dice and Silhouette values. The resulting parcellation of auditory cortices showed high intraindividual reproducibility both between resting state sessions (Dice coefficient: 69-78%) and between resting state and task sessions (Dice coefficient: 62-73%). This demonstrates that auditory areas in STC can be reliably segmented into functional subareas. The interindividual variability was significantly larger than intraindividual variability (Dice coefficient: 57%-68%, p<0.001), indicating that the parcellations also captured meaningful interindividual variability. The individual-specific parcellations yielded the highest alignment with task response topographies, suggesting that individual variability in parcellations reflects individual variability in auditory function. Connectional homogeneity within networks was also highest for the individual-specific parcellations. Furthermore, the similarity in the functional parcellations was not explainable by the similarity of macroanatomical properties of auditory cortex. Our findings suggest that individual-level parcellations capture meaningful idiosyncrasies in auditory cortex organization.

ABSTRACT Using neuroimaging, we studied influence of family cultural background on processing of an audiobook in human brain. The audiobook depicted life of two young Finnish men, one with the Finnish and the other with the Russian family background. Shared family cultural background enhanced similarity of narrative processing in the brain at prelexical, word, sentence, and narrative levels. Similarity was also enhanced in brain areas supporting imagery. The cultural background was further reflected as semantic differences in word lists by which the subjects described what had been on their minds when they heard the audiobook during neuroimaging. Strength of social identity shaped word, sentence, and narrative level processing in the brain. These effects might enhance mutual understanding between persons who share family cultural background and social identity and, conversely, deteriorate between-group mutual understanding in modern multicultural societies wherein native speakers of a language may assume highly similar understanding.