Исследователи из Технологического института Джорджии (Georgia Tech) представили новую разработку — сверхмалый мозговой сенсор, который можно незаметно разместить под кожей головы, между волосяными фолликулами. Устройство настолько компактное и гибкое, что его можно носить в течение всего дня, не ощущая дискомфорта.
Мозговые сенсоры позволяют считывать нейросигналы с высокой точностью, обеспечивая прямую связь мозга с внешними устройствами — от компьютеров и очков дополненной реальности до роботизированных протезов. Эта технология лежит в основе интерфейсов "мозг-компьютер" (BCI, Brain-Computer Interface).
Обычно для неинвазивного считывания мозговой активности применяются электроды, прикрепляемые к коже головы с использованием токопроводящего геля. Однако такой способ не всегда удобен — особенно при движении. Имплантаты, внедряемые в мозг, хоть и обеспечивают более чистый сигнал, являются инвазивными и сложными в применении.
Учёные из Georgia Tech предложили альтернативу — миниатюрный сенсор с микроскопическими иглами, которые практически не ощущаются кожей. Он не требует геля, полностью гибкий и работает беспроводным способом, что делает его незаметным и удобным для постоянного ношения.
В ходе испытаний устройство продемонстрировало впечатляющие результаты: оно с точностью 96,4% определяло, на какие объекты в окружающей среде фокусировался пользователь. Сенсор позволял взаимодействовать с цифровыми интерфейсами — например, листать список звонков или принимать видеозвонки в AR-режиме — без помощи рук, лишь за счёт визуальных стимулов.
По мнению разработчиков, технология имеет широкие перспективы практического применения — прежде всего в медицине. Сенсор может использоваться людьми с ограниченными возможностями для управления протезами или общения. Кроме того, он может быть интегрирован в потребительские устройства: умные очки, телефоны, системы управления компьютером без использования рук.
Перспективными направлениями также являются сферы дополненной и виртуальной реальности, где сенсор обеспечит более интуитивное и погружённое взаимодействие с цифровыми средами. Кроме того, устройство может применяться в реабилитации, например, при восстановлении после инсульта с использованием нейрообратной связи.
Как отметил профессор Хон Йео из Школы машиностроения Джорджа В. Вудраффа при Georgia Tech, лёгкое проникновение сенсора под кожу позволило значительно повысить качество сигнала, поскольку устройство оказалось ближе к источнику нейроимпульсов и избежало помех от волос и внешней среды.
«Моя цель — разрабатывать сенсоры для медицины. Мы поняли, что миниатюризация и тонкое проникновение под кожу дают возможность считывать сигнал намного точнее. Эта работа стала возможной благодаря усилиям всей нашей команды и сотрудничеству с коллегами», — добавил учёный.
Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
