새 연구: 초음파 이용한 비침습적 방법으로 양방향 BCI 기능성 향상 달성

Seoul카네기 멜론 대학의 연구진, 빈 허가 이끄는 팀이 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)에 중요한 혁신을 이루었습니다. 그들은 초점 초음파 자극을 EEG 웨어러블 장치와 결합하여 양방향으로 작동하는 BCI를 만들어냈습니다. 이 새로운 기술은 신경 질환을 가진 사람들의 소통 및 장치 제어를 향상시키는 데 도움을 줄 수 있습니다.

연구팀은 25명의 참여자를 대상으로 한 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 사용하여 단어를 철자하는 연구를 진행했습니다. 연구 결과, 집중 초음파 신경 조절을 추가함으로써 더 나은 결과를 얻었습니다. 이 연구 결과는 Nature Communications 저널에 발표되었습니다.

본 연구의 핵심 사항은 다음과 같습니다:

• 혁신적인 초음파 자극 사용
• EEG 착용 기기와의 통합
• 양방향 BCI 기능
• 25명의 인간 대상 연구 진행
• 유의미한 성능 향상

연구에서는 사람들이 BCI 철자를 사용하는 동안 EEG 캡을 착용하였습니다. 이 철자는 모든 알파벳이 포함된 6x6 디스플레이를 가지고 있었습니다. 사람들은 보고 있는 글자를 선택하여 EEG 신호를 생성할 수 있었습니다. 뇌의 V5 부분에 집중 초음파를 적용함으로써 BCI의 정확도가 크게 향상되었습니다.

카네기 멜론 대학의 생의학 공학 교수인 빈 허는 그들의 연구가 이 방법이 주의력과 수행 능력을 향상시킨다는 것을 보여주었다고 말했다. 이는 비침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)가 수술 없이 사용할 수 있어, 안전하고 비용이 적게 들며 사용하기 쉬운 것이기 때문에 중요하다.

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비침습적 BCI는 몇 가지 어려움을 가지고 있습니다. 두개골 바깥에서 신호를 수집하다 보니 신호 품질이 낮아지는 경우가 많아 이전에는 효과가 떨어졌습니다. 그러나 집중 초음파 신경 조절을 추가하면 특정 신경 회로를 자극하여 이러한 문제를 해결할 수 있는 것으로 보입니다.

국립보건원(NIH)의 BRAIN 이니셔티브 프로그램 디렉터인 그레이스 황은 이 발견이 널리 유용할 수 있다고 언급했습니다. 이는 의사소통 장애를 가진 사람들을 돕기 위한 도구 세트에 추가됩니다.

허 교수팀은 초음파 기술을 시각 시스템 외에도 다양한 분야에 활용하고자 하고 있습니다. 그들은 이 기술이 다른 비침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)의 향상에도 기여할 수 있는지를 연구하고 있습니다. 앞으로 EEG 기반 BCI와 더 잘 작동할 수 있는 소형 초음파 장치를 개발할 계획입니다.

팀은 AI를 활용하여 시스템의 성능을 향상시키기 위해 노력하고 있습니다. 그들은 생명을 구하는 기술을 더 쉽게 사용하고 더 효과적으로 만들고자 합니다.

빈 허는 연구에 헌신적입니다. 그는 비침습적 기술을 모두가 이용할 수 있게 되면 다양한 이점을 제공할 것이라고 생각합니다. 그의 연구실은 항상 BCI 기술을 발전시키고자 노력하고 있습니다. 이번 성과는 그 목표를 향한 큰 진전입니다.