超軟性、通気性、マルチチャネル耳コンピューターインターフェイスパッチ | JoVE Visualize

科学分野:

神経科学; 生体医工学; ウェアラブルテクノロジー

背景:

脳波検査（EEG）キャップ/バンドまたはインプラントを使用した脳コンピューターインターフェイス（BCI）は、高度な人間とコンピューターの制御を提供します。既存の非侵襲的BCIは、しばしば不便なゲル塗布と頭皮のきつい固定を必要とします。インプラント可能なBCIは、効果的ですが、侵襲的であり、健康な個人には適していません。

研究の目的:

脳活動ベースの制御のための新しい非侵襲的ウェアラブル耳コンピューターインターフェイス（ECI）パッチを開発すること。ユーザーの疲労を監視し、BCIタスクを実行する上でのECIパッチのパフォーマンスを評価すること。無人航空機の制御のような実世界のアプリケーションでのECIパッチの実現可能性を実証すること。

主な方法:

8チャンネルECIパッチを、フレキシブル医療フィルム上に直接インジェクトプリント法を使用してMXene電極で製造しました。ECIパッチの疲労監視能力を、疲労誘発実験を通じて評価しました。4ターゲット定常状態視覚誘発電位（SSVEP）BCIタスクでのパフォーマンスを、複雑なルート制御タスクを含むオフラインおよびオンライン実験を通じて評価しました。

主要な成果:

ECIパッチは、従来のEEGキャップと比較して優れた密着性と快適性を示しました。疲労モニタリングは、平均分類精度90.5％を達成しました。オンラインSSVEP BCIタスクは、市販のEEGキャップに匹敵する平均精度93.5％を示しました。ECIパッチは、無人航空機を複雑なタスクで正常に制御しました。

結論:

開発されたECIパッチは、脳コンピューターインターフェイスのための快適で効果的な非侵襲的代替手段を提供します。ECIパッチは、信頼性の高い脳活動モニタリングと制御を必要とするアプリケーションに大きな可能性を示しています。この技術は、治療用および一般用の両方のBCIの利便性と適用性を再定義します。