Les chercheurs dévoilent l’interface cérébrale presque invisible

Les chercheurs de Georgia Tech ont développé un capteur de cerveau de microstructure presque imperceptible à insérer dans les minuscules espaces entre les follicules pileux et légèrement sous la peau. Le capteur propose des signaux à haute fidélité et rend possible l’utilisation continue des interfaces cérébrales (BCI) dans la vie quotidienne.

Les BCI créent une voie de communication directe entre l’activité électrique du cerveau et les dispositifs externes tels que les dispositifs d’électroencéphalographie, les ordinateurs, les membres robotiques et d’autres dispositifs de surveillance du cerveau. Les signaux cérébraux sont généralement capturés de manière non invasive avec des électrodes montées à la surface du cuir chevelu humain en utilisant un gel d’électrode conducteur pour une impédance optimale et une qualité de données. Des méthodes de capture de signal plus invasives telles que les implants cérébraux sont possibles, mais cette recherche cherche à créer des capteurs qui sont à la fois facilement placés et fabriqués de manière fiable.

Hong Yeo, le professeur de Harris Saunders Jr. à la George W. Woodruff School of Mechanical Engineering, a combiné la dernière technologie Microneedle avec son expertise approfondie dans la technologie des capteurs portables qui peut permettre une détection stable du signal cérébral au cours de longues périodes et une insertion facile de capillons. Le placement cutané et la taille extrêmement petite de cette nouvelle interface cérébrale sans fil pourraient offrir une variété d’avantages sur le gel traditionnel ou les électrodes sèches.

« J’ai commencé cette recherche parce que mon objectif principal est de développer une nouvelle technologie de capteur pour soutenir soins de santé Et j’avais une expérience antérieure avec interfaces cérébrales et l’électronique flexible du cuir chevelu « , a déclaré Yeo, qui est également membre du corps professoral de l’Institut de personnes et de technologies de Georgia Tech. » Je savais que nous avions besoin d’une meilleure technologie de capteur BCI et j’ai découvert que si nous pouvons légèrement pénétrer la peau et éviter les cheveux en miniaturisant le capteur, nous pouvons augmenter considérablement la qualité du signal en se rapprochant de la source des signaux et en réduisant le bruit imprégné. « 

Les systèmes BCI d’aujourd’hui sont constitués d’électronique volumineuse et de capteurs rigides qui empêchent les interfaces d’être utiles pendant que l’utilisateur est en mouvement pendant les activités régulières. Yeo et ses collègues ont construit un capteur micro-échelle pour la capture du signal neuronal qui peut être facilement porté pendant les activités quotidiennes, débloquant un nouveau potentiel pour les appareils BCI. Sa technologie utilise des micro-rouages ​​en polymère conducteur à capturer signaux électriques et transmet ces signaux le long des fils de polyimide / cuivre flexibles, tous emballés dans un espace de moins de 1 millimètre.

Une étude de six personnes utilisant l’appareil pour contrôler un réalité augmentée (AR) L’appel vidéo a révélé qu’une capture de signal neuronal haute fidélité a persisté jusqu’à 12 heures avec une très faible résistance électrique au contact entre la peau et le capteur. Les participants pouvaient se tenir debout, marcher et courir pendant la plupart des heures de jour tandis que l’interface du cerveau-ordinateur a enregistré avec succès et classifié les signaux neuronaux indiquant quel stimulus visuel sur lequel l’utilisateur s’est concentré avec une précision de 96,4%. Pendant les tests, les participants pouvaient rechercher des contacts téléphoniques et initier et accepter les appels vidéo AR mains libres car ce nouveau capteur de cerveau micro-taille ramassait des stimuli visuels, tout en donnant à l’utilisateur une liberté de mouvement complète.

Selon Yeo, les résultats suggèrent que ce système BCI portable peut permettre une activité d’interface pratique et continue, conduisant potentiellement à l’utilisation quotidienne de la technologie intégrative de la machine-humaine.

« Je crois fermement au pouvoir de la collaboration, car bon nombre des défis d’aujourd’hui sont trop complexes pour qu’une personne puisse résoudre », a déclaré Yeo. « Par conséquent, je voudrais exprimer ma gratitude à tous les chercheurs de mon groupe et aux incroyables collaborateurs qui ont rendu ce travail possible. Je continuerai à collaborer avec l’équipe pour améliorer BCI technologie pour la réadaptation et les prothèses. «