Trung Quốc phát triển thiết bị đọc suy nghĩ chính xác đến 94%

Theo SCMP, nhóm nghiên cứu Đại học Y khoa Quảng Tây và Đại học Thanh Hoa của Trung Quốc đã phát triển thành công điện cực hydrogel mới dành cho giao diện não - máy tính (BCI) không xâm lấn, cho phép người dùng nhập ký tự thông qua tín hiệu não mà không cần cấy thiết bị vào cơ thể.

Những người tham gia thử nghiệm nhập dãy số bằng cách chỉ nhìn vào bàn phím ảo trên màn hình máy tính. (Ảnh: Nature)

Nghiên cứu công bố trên tạp chí khoa học quốc tế npj Flexible Electronics. Các nhà khoa học tích hợp điện cực vào mũ đo điện não đồ (EEG) gồm 8 kênh thu tín hiệu, truyền dữ liệu không dây tới máy tính.

Trong thử nghiệm nhập liệu, người tham gia nhìn vào bàn phím ảo có các phím nhấp nháy để chọn những con số từ 1 đến 9 và nhập ngày tháng. Hệ thống phân tích tín hiệu não tương ứng với mục tiêu được chú ý, đạt độ chính xác trên 94%.

Ở thử nghiệm khác, người tham gia tập trung vào các ô mục tiêu khi những đường màu quét qua màn hình. Độ chính xác ghi nhận vượt 90%.

Đáng chú ý, thiết bị có khả năng duy trì tín hiệu ổn định trong thời gian dài. Trong thử nghiệm kéo dài 8 giờ, mũ EEG liên tục ghi nhận hoạt động não khi người tham gia đi bộ, ăn uống, đọc sách và ngủ. Một thử nghiệm khác được tiến hành trong 14 giờ khi người tham gia nghỉ ngơi.

Trước đây, các điện cực kim loại sử dụng keo dẫn điện thường suy giảm hiệu suất sau 2-4 giờ do keo mất nước. Sự khác biệt về độ cứng giữa điện cực và da đầu cũng khiến thiết bị dễ xê dịch, gây nhiễu tín hiệu khi người dùng vận động.

Để khắc phục, nhóm nghiên cứu thiết kế điện cực hydrogel có cấu trúc chuyển tiếp từ mềm sang cứng. Phần tiếp xúc da đầu mềm, trong khi đầu nối với mạch điện cứng hơn. Hệ thống lỗ xốp bên trong giúp giải phóng chất điện giải liên tục, duy trì khả năng dẫn truyền tín hiệu.

Khi so sánh với điện cực keo thương mại, nhóm nghiên cứu nhận thấy một số kênh ghi tín hiệu của thiết bị truyền thống gần như không còn sử dụng được sau 4-5 giờ, trong khi điện cực mới duy trì hoạt động ổn định hơn.

Quy trình sản xuất cũng cho phép tạo 300 điện cực trong một lần, với kích thước tùy chỉnh để tương thích với các loại mũ EEG thương mại.

Giao diện não - máy tính là công nghệ chuyển tín hiệu thần kinh thành lệnh điều khiển thiết bị điện tử. Với phương pháp không xâm lấn, tín hiệu được thu nhận qua cảm biến bên ngoài thay vì điện cực cấy vào não.

Nhóm nghiên cứu cho rằng điện cực mới có thể mở rộng khả năng ứng dụng BCI trong nghiên cứu thần kinh, theo dõi giấc ngủ, hỗ trợ giám sát bệnh nhân và phát hiện những dấu hiệu bất thường liên quan đến động kinh.