Interfaz cerebro-computadora no invasiva de grafeno con registro de EEG y estimulación acústico-óptica para la...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Biomédica
• Neurociencia
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• Las interfaces cerebro-computadora (BCI) portátiles no invasivas son cruciales para la rehabilitación neurológica y el monitoreo de la salud.
• La adopción generalizada de las BCI se ve obstaculizada por la necesidad de electrodos secos/semisecos estables a largo plazo y hardware liviano.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos electrodos de grafeno vertical dopado con sodio (Na-VG) para un rendimiento mejorado de la BCI.
• Crear un sistema BCI portátil, estable y liviano para monitoreo e intervención no invasiva.

Principales métodos:

• Fabricación de electrodos Na-VG utilizando fluidos de sudor y tisulares como electrolitos.
• Evaluación de la impedancia electrodo-piel y la estabilidad a largo plazo (36 días) de un gorro de EEG de 20 canales.
• Desarrollo de una BCI portátil con diadema Na-VG que integra estimulación de sonido y luz y adquisición de EEG.

Principales resultados:

• Se logró una impedancia extremadamente baja entre el electrodo y la piel (4.22 ± 0.50 kΩ a 10 Hz).
• Se demostró una alta relación señal-ruido del ritmo α (5.06-14.22 dB) durante 36 días.
• Se mostraron mejoras significativas en la vigilancia, la actividad neuronal, la frecuencia cardíaca, la emoción y la excitación (proporción de nivel moderado del 84-100%) con una estimulación coordinada de sonido de 40 Hz y luz de 10 Hz.

Conclusiones:

• Los electrodos Na-VG ofrecen una estrategia novedosa para aplicaciones BCI estables y livianas a largo plazo.
• El sistema BCI portátil desarrollado monitorea e interviene eficazmente en los estados emocionales y cognitivos.
• Esta tecnología es prometedora para el monitoreo y tratamiento no invasivos de afecciones neurológicas y psicológicas.