降低侵入式风险，清华开发出“入耳式”脑机接口

脑机接口这个概念，想必大家并不陌生，一般是通过侵入式方法，用手术在大脑中植入电极，来采集大脑的电信号，这种方法的安全风险较大，如果没有做好充足的准备将会对实验人员的生命安全造成严重的影响，这也是马斯克的Neuralink公司所研究的脑机接口实验会一直受到各种审查原因之一，一直到今年5月美国食品药品监督管理局(FDA)才批准其进行人体实验。U26ednc

如果能有一种侵入性更低，危险性更低的技术来实现脑电信号的采集，那么脑机接口技术将可能实现更加快速的发展。近日，清华大学研究团队就宣布开发出一种名为SpiralE BCI的脑机接口，该器件采用“入耳式”设计，使用者只需要将器件插入耳道，即可读取相应脑电波信息，侵入性远远低于其他的侵入式脑机接口设备。U26ednc

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精准、实时连续获取脑电信号在人机混合智能、临床脑疾病诊治等领域具有重要的意义。然而，颅骨的存在影响了脑电信号的获取，利用外耳道的腔道来进行脑电信号的采集，有望削弱颅骨对脑电信号的衰减作用，且其所受运动干扰低，可更加有效地记录颞叶、顶叶及枕叶等脑区的神经活动。不过，外耳道内部结构复杂且每个人的耳道构造都有不同，这对力学、材料、界面及电子器件的设计提出了极高的挑战，此外，还要在实现耳内脑电信号的连续监测的同时不影响听觉信息的正常传导，这也对电子器件的形态提出极高的要求。U26ednc

为此，研究人员基于柔性电子器件可与神经界面共形集成的特点，发展了一种自适应、自支撑的耳内柔性三维附壁攀爬神经电子器件。这种器件由柔性材料制成，采用了螺旋设计，可以在电驱动下沿着耳道自适应地贴合耳道，从而不影响使用者听力，并且由于该器件的接触面积较小(50 mm × 3 mm)，因此可以在稳定地记录脑电图的同时，减少与耳道内壁的摩擦。U26ednc

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SpiralE BCIU26ednc

研究人员基于该器件提出了一种新的脑机解决方案，该解决方案由 SSVEP-BCI 和听觉 BCI 组成，前者捕捉并解码用户的视觉脑电波，后者记录并解码用户所听到的声音。研究团队开展的基于稳态视觉诱发电位的视觉BCI和基于鸡尾酒效应的听觉BCI研究实验数据表明，SpiralE BCI的解码精度在95 %左右，信息传输速率(ITR)达到36.86±15.53比特/分钟，证明了该器件在EEG-BCI中的独特优势，提升了BCI的易用性与泛用性，推动了可穿戴BCI的发展，为揭示自然场景下听觉注意机制带来重要的启示。U26ednc

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视觉和听觉BCI研究U26ednc