Nieuwe doorbraak: niet-invasieve BCI biedt communicatie in twee richtingen door ultrasound en eeg

AmsterdamOnderzoekers aan de Carnegie Mellon University, onder leiding van Bin He, hebben een belangrijke vooruitgang geboekt in hersen-computerinterfaces (BCI's). Ze combineerden gerichte ultrasone stimulatie met EEG-draagbare apparaten om een BCI te ontwikkelen die twee richtingen op werkt. Deze nieuwe technologie kan mogelijk de communicatie en besturing van apparaten verbeteren voor mensen met neurologische aandoeningen.

Een onderzoeksteam bestudeerde 25 mensen die een hersen-computerinterface (BCI) gebruikten om woorden te spellen. Ze behaalden betere resultaten door gebruik te maken van gerichte ultrageluid neuromodulatie. De bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

Belangrijke punten van het onderzoek zijn:

• Innovatief gebruik van gerichte ultrasound stimulatie
• Integratie met EEG-wearables
• Tweerichtingsfuncties van de hersen-computerinterface
• Onderzoek met 25 menselijke proefpersonen
• Aanzienlijke prestatieverbetering

In het onderzoek droegen mensen een EEG-cap terwijl ze een BCI-speller gebruikten. Deze speller had een 6x6 display met alle letters van het alfabet. Mensen konden letters selecteren door ernaar te kijken, waardoor EEG-signalen werden gegenereerd. Het toepassen van gerichte echografie op het V5-gedeelte van de hersenen verbeterde de nauwkeurigheid van de BCI aanzienlijk.

Bin He, een professor biomedische technologie aan Carnegie Mellon, verklaarde dat hun onderzoek aantoonde dat deze methode aandacht en prestaties verbeterde. Dit is van belang omdat niet-invasieve hersen-computerinterfaces (BCI's) geen operatie vereisen, wat ze veiliger, goedkoper en gebruiksvriendelijker maakt.

Lees ook:

Vandaag · 13:23

Nieuwe inzichten: mechanische krachten sturen genexpressie aan

Niet-invasieve BCI's hebben enkele uitdagingen. Ze hebben vaak een lagere signaalkwaliteit omdat ze signalen van de hoofdhuid oppikken in plaats van uit de hersenen. Dit maakte hen in het verleden minder effectief. Echter, door gerichte ultrasonische neuromodulatie toe te voegen, lijkt dit probleem opgelost te worden door specifieke neurale circuits te stimuleren.

Grace Hwang, de programmadirecteur van het BRAIN Initiative bij de National Institutes of Health (NIH), stelde dat deze ontdekking breed toepasbaar zou kunnen zijn. Het draagt bij aan een reeks hulpmiddelen ontworpen om mensen met communicatiestoornissen te ondersteunen.

Het He-lab wil gefocuste echografie niet alleen gebruiken voor het visuele systeem. Ze onderzoeken of het ook kan bijdragen aan de verbetering van andere niet-invasieve brain-computer interfaces (BCI’s). In de toekomst willen ze een kleiner apparaat voor gerichte echografie ontwikkelen dat beter samenwerkt met op EEG gebaseerde BCI’s.

Het team werkt aan het gebruik van AI om de efficiëntie van het systeem te verbeteren. Ze willen levensreddende technologie makkelijker hanteerbaar en effectiever maken.

Bin He wijdt zich volledig aan zijn onderzoek. Hij gelooft dat het toegankelijk maken van niet-invasieve technologie voor iedereen tal van voordelen met zich meebrengt. Zijn lab zet zich voortdurend in om BCI-technologie te verbeteren. Deze recente prestatie is een grote stap in die richting.