Интерфейсы мозг-компьютер (BCI), выполняющие множество полезных задач, обычно накладываются на кожу головы или даже имплантируются в мозг электроды. Однако новое менее инвазивное устройство BCI можно просто вставить в слуховой проход пациента по мере необходимости.
Экспериментальное устройство, разработанное группой ученых из китайского университета Цинхуа, известно как SpiralE.
Имея размеры всего 50 мм в длину и 3 мм в ширину, он представляет собой тонкую многослойную прямоугольную полоску, состоящую из двух полимерных слоев с памятью формы, одного слоя электротермического срабатывания и одного слоя ЭЭГ (электроэнцефалограммы). Полоска изначально туго закручена, как штопор, что позволяет легко ввести ее в более широкий слуховой проход пациента.
Как только устройство находится на месте, оно подвергается воздействию внешнего электрического поля, запуская процесс джоулевого нагрева в его электротермическом активационном слое. Вырабатываемое тепло заставляет полимеры полоски с памятью формы пытаться вернуться в плоское, нескрученное состояние.
В результате полоска начинает раскручиваться, но остается удерживаемой в менее плотно свернутой конфигурации внутренними стенками слухового прохода. Таким образом, его электродный слой ЭЭГ прижимается к коже ушного канала, где он может легко обнаруживать электрические сигналы мозга.
На схеме показано, как SpiralE помещается внутри ушного каналаNature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39814-6
Важно, поскольку SpiralE расширяется до ограничений уникальной формы ушного канала каждого человека, он всегда обеспечивает индивидуальную посадку. И в качестве дополнительного бонуса, поскольку это, по сути, полая спираль, которая не блокирует звуковые волны, она, как сообщается, не влияет на слух пациента. Чтобы удалить его, нужно просто осторожно потянуть/выкрутить его.
В ходе лабораторных испытаний было установлено, что устройство удобно носить в течение длительного времени, и оно показало точность до 95 % при определении активности мозга добровольцев. Ученые надеются, что в конечном итоге он может найти применение в таких приложениях, как обнаружение эпилепсии или сонливости или мониторинг характера сна пациентов.
Доклад об исследовании, которым руководил Чжоухэн Ван, недавно был опубликован в журнале Nature Communications.
