Ny studie: banbrytande icke-invasiv metod med fokuserad ultraljud möjliggör tvåvägs BCI-funktionalitet

StockholmForskare vid Carnegie Mellon University, under ledning av Bin He, har gjort en betydande förbättring inom hjärn-datorgränssnitt (BCI). De har kombinerat fokuserad ultraljudsstimulering med EEG-baserade bärbara enheter för att skapa ett BCI som fungerar i båda riktningarna. Denna nya teknik kan hjälpa till att förbättra kommunikation och styrning av enheter för personer med neurologiska tillstånd.

Forskargruppen genomförde en studie med 25 personer som använde ett hjärn-dator-gränssnitt (BCI) för att stava ord. De uppnådde bättre resultat genom att lägga till fokuserad ultraljudsneuromodulering. Resultaten publicerades i tidskriften Nature Communications.

Studien har följande huvudpunkter:

• Användning av en ny typ av fokuserad ultraljudsstimulering
• Integration med EEG-bärbara enheter
• Tvåvägsfunktionalitet för hjärna-dator-gränssnitt
• Studie med 25 mänskliga deltagare
• Betydande förbättring av prestandan

I studien bar deltagarna EEG-hättor medan de använde en BCI-stavare. Stavaren bestod av en 6x6-display med alla alfabetets bokstäver. Deltagarna kunde välja bokstäver genom att fokusera blicken på dem, vilket skapade EEG-signaler. Genom att applicera fokuserad ultraljud på V5-delen av hjärnan förbättrades BCI:ns noggrannhet avsevärt.

Bin He, professor i biomedicinteknik vid Carnegie Mellon, påpekade att deras forskning visade att denna metod förbättrade koncentration och prestation. Detta är viktigt eftersom icke-invasiva hjärn-datorgränssnitt (BCI) inte kräver kirurgi, vilket gör dem säkrare, billigare och enklare att använda.

Läs också:

Idag · 11:25

Elektrolytgenombrott: förbättrar batteriprestanda totalt

Icke-invasiva BCI-system har vissa svårigheter. De har ofta en lägre signalstyrka eftersom de samlar in signaler från skalpen istället för inifrån hjärnan. Det har gjort dem mindre effektiva tidigare. Men genom att lägga till fokuserad ultraljudsneuromodulering verkar detta problem lösas genom att stimulera specifika neurala kretsar.

Grace Hwang, programdirektör för BRAIN-initiativet vid National Institutes of Health (NIH), uttalade att denna upptäckt kan få bred användning. Den utökar verktygssamlingen som är avsedd att hjälpa personer med kommunikationssvårigheter.

He-laboratoriet vill använda fokuserat ultraljud för mer än bara det visuella systemet. De har som mål att undersöka om det kan bidra till att förbättra andra icke-invasiva hjärn-datorgränssnitt (BCIs). I framtiden planerar de att utveckla en mindre fokuserad ultraljudsenhet som kan fungera bättre med EEG-baserade BCIs.

Teamet arbetar med att använda AI för att förbättra systemets prestanda. Deras mål är att göra denna viktiga teknik mer användarvänlig och effektiv.

Bin He är engagerad i sin forskning. Han anser att det vore mycket fördelaktigt att göra icke-invasiv teknik tillgänglig för alla. Hans laboratorium strävar alltid efter att förbättra BCI-teknologin. Den senaste framgången är ett stort steg mot det målet.