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O mundo da reabilitação de AVC em casa está crescendo, uma notícia incrível para as 795.000 pessoas nos Estados Unidos que anualmente sofrem um AVC. Uma nova interface cérebro-computador portátil e de baixo custo que conecta o cérebro de pacientes com AVC a exoesqueletos elétricos para fins de reabilitação foi validada e testada na Universidade de Houston.
“Projetamos e validamos um fone de ouvido de eletrodo seco, sem fio, fácil de usar, móvel para gravações de eletroencefalografia (EEG) do couro cabeludo para interface cérebro-computador (BCI) de circuito fechado e aplicativos de internet das coisas (IoT)”, relata o professor Jose Luis Contreras-Vidal, Hugh Roy e Lillie Cranz Cullen Distinguished Professor de engenharia elétrica e de computação, na revista Sensores. Contreras-Vidal é um pioneiro internacional em interfaces cérebro-máquina não invasivas e invenções de dispositivos robóticos.
Uma interface cérebro-computador (BCI) baseada em EEG é um sistema que fornece um caminho entre o cérebro e dispositivos externos interpretando o EEG. Em outras palavras, o dispositivo lê sua mente, interpretando a atividade do cérebro para iniciar o movimento robótico. As interfaces cérebro-máquina baseadas no EEG do couro cabeludo também têm o potencial de promover a plasticidade cortical após o AVC, o que demonstrou melhorar os resultados da recuperação motora. O fone de ouvido ajustável, projetado a partir de componentes comerciais prontos para uso, pode acomodar 90% da população. Há uma patente pendente tanto para o algoritmo BCI quanto para o suporte de eletrodo seco de autoposicionamento permitido para autoposicionamento vertical ao separar o cabelo do usuário para garantir o contato do eletrodo com o couro cabeludo.
“Usamos uma abordagem multifacetada que equilibrava interoperabilidade, custo, portabilidade, usabilidade, fator de forma, confiabilidade e operação de circuito fechado”, disse Contreras-Vidal.
No protótipo atual, cinco eletrodos de EEG foram incorporados no suporte de eletrodos abrangendo os córtices sensório-motores e três sensores de pele foram incluídos para medir o movimento dos olhos e as piscadas. Uma unidade de movimento inercial, medindo o movimento da cabeça, permite um sistema portátil de imagens cérebro-corpo para aplicações BCI.
“A maioria dos sistemas BCI baseados em EEG comerciais são conectados a hardware de processamento imóvel ou requerem programação ou configuração complexa, tornando-os difíceis de implantar fora da clínica ou laboratório sem assistência técnica ou treinamento extensivo. Um sistema BCI portátil e sem fio é altamente preferido para que possa ser usado fora do laboratório em aplicações móveis clínicas e não clínicas em casa, no trabalho ou no lazer”, disse Contreras-Vidal.
A invenção resolve uma série de necessidades.
“Amplificadores comerciais atuais de EEG e headsets BCI são proibitivamente caros, carecem de interoperabilidade ou falham em fornecer uma alta qualidade de sinal ou operação de circuito fechado, que são vitais para aplicações BCI”, disse Contreras-Vidal.
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