研究人员提出可穿戴脑机接口的长期稳定电极

Original 社区创作者脑机接口社区 2023-02-08

近日，德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发了一种脑电图(EEG)电极，病人可以戴在头上监测大脑活动。脑电图电极系统可以作为脑机接口(BCI)，它可以通过大脑信号来控制，以帮助修复受中风和其他疾病引起的大脑损害。

该项研究成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》期刊上。研究结果显示，该电极可以舒适且稳定地佩戴长达四周，不需要任何医疗人员介入维护。这是对现有电极的巨大改进，因为这类电极通常每隔几小时或最多几天就需要更换一次。

科克雷尔工程学院生物医学工程系助理教授、该项目的负责人之一Huiliang（Evan）Wang说:“我们希望人们可以在家里长时间佩戴这种设备，在那里进行康复治疗，而不必连续几周每天都去诊所或康复中心，当你从中风中恢复过来时，这就更具有挑战性了。”

The Wang Lab is a biomedical research laboratory at the University of Texas at Austin established in January of 2021 and led by Dr. Huiliang (Evan) Wang. The primary research topics of our lab are the development of nanomaterials, electronics, and genetic approaches in neural interfacing, for both neuroscience research and clinical diseases.

当前的脑电图电极主要有两种类型，干式和湿式，但这两种电极都不能很好地进行长期的持续监测。基于凝胶的湿电极在记录大脑活动方面做得更好，但比干电极需要更多的维护。

该新电极具有湿凝胶电极的优点，并消除了主要的缺点，如它们容易变干然后脱落。

电极应用在人身上。来源：德克萨斯大学奥斯汀分校

通过将导电聚合物与高含水量聚合物结合使用，研究人员将这一想法进一步发展。这样一来，他们就可以利用基于凝胶的材料的好处，主要是因为皮肤和头发引起的干扰，这一概念被称为电极-皮肤阻抗。

电极系统记录大脑活动，比如大脑告诉手移动。然而，中风会破坏身体各部分之间的神经通路，使其更难发送行动信号。脑机接口和功能性电刺激的结合可以将移动身体部位的想法转化为刺激目标区域执行大脑命令的行动。这种方法可以帮助重建大脑和被中风损伤的身体其他部位之间的沟通途径。

将POLiTAG电极与无线单通道脑电图装置结合的演示

研究人员DelMillán表示：“这些新的脑电图电极有可能彻底改变非侵入性脑电接口领域，目前每一次设置该系统都需要大量的专家支持。”“此外，由于掌握BCI并诱导功能恢复和大脑可塑性需要主体训练，拥有一个人们可以全天自主使用的永久性系统将提高这项技术的潜力。”

研究人员的下一步是扩大电极可以佩戴的时间，以及这种可穿戴的基于脑电图的脑机接口可以促进的活动类型。他们还在研究控制轮椅、移动假肢等应用。

来源：

https://cockrell.utexas.edu/news/archive/9581-stable-electrodes-developments-for-long-term-wearable-brain-machine-interface

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