Los ingenieros y neurocientíficos cognitivos de la Universidad Carnegie Mellon han demostrado que un nuevo EEG de alta densidad puede capturar la actividad neuronal del cerebro a una resolución espacial más alta que nunca.
Esta tecnología de interfaz cerebral de próxima generación es el primer sistema no invasivo de alta resolución de este tipo, que proporciona una mayor densidad y cobertura que cualquier sistema existente. Tiene el potencial de revolucionar las futuras investigaciones clínicas y de neurociencia, así como el cerebro-interfaces de computadora.
Para probar el EEG modificado a medida, el equipo de investigación hizo que 16 participantes vieran cuadros de ajedrez en blanco y negro de inversión de patrones mientras usaban el nuevo EEG de "densidad súper Nyquist". Compararon los resultados de todos los electrodos con los resultados cuando usaban solo un subconjuntode los electrodos, que es un estándar aceptado para la densidad del EEG. Publicado en Informes científicos , los resultados mostraron que el nuevo EEG "super-Nyquist" capturó más información de la corteza visual que cualquiera de las cuatro versiones estándar de "densidad de Nyquist" probadas.
"Estos resultados son cruciales para demostrar que el EEG tiene un enorme potencial para futuras investigaciones. En última instancia, capturar más información neuronal con EEG significa que podemos hacer mejores inferencias sobre lo que está sucediendo dentro del cerebro. Esto tiene el potencial de mejorar la detección de la fuente, paraejemplo en la localización de la fuente de convulsiones en la epilepsia ", dijo Amanda K. Robinson, autora principal y becaria postdoctoral en el Departamento de Psicología y Centro para la Base Neural de Cognición CNBC de CMU durante el estudio. Robinson ahora es una investigación postdoctoralcompañero en la Universidad de Sydney.
Para crear la nueva herramienta, el equipo modificó una tapa de la cabeza del EEG a partir de un sistema de 128 electrodos, que aumentó la densidad de su sensor en dos o tres pliegues sobre las regiones occipitotemporales del cerebro. Diseñaron los experimentos para usar estímulos visuales con baja, media ycontenido de alta frecuencia espacial.
Luego, utilizaron un paradigma visual diseñado para obtener respuestas neuronales con diferentes frecuencias espaciales en el cerebro y examinaron cómo se realizó el nuevo EEG de densidad supernquistista, revelando que la nueva configuración capturó más información neuronal que el EEG de densidad Nyquist estándar.los patrones de actividad neuronal descubiertos por el nuevo EEG súper Nyquist estaban estrechamente relacionados con un modelo de corteza visual primaria.
"Es emocionante ver que exceder estas densidades de Nyquist de 'ingenieros' 'puede proporcionar nueva información sobre la actividad cerebral, y abre puertas para utilizar sistemas EEG de mayor densidad para aplicaciones clínicas y neurocientíficas. También valida parte de nuestra información fundamental-estudios teóricos en los últimos años ", dijo Pulkit Grover, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática y miembro del CNBC.
Grover agregó, "El desarrollo de sistemas de mayor densidad está en marcha, en colaboración con Shawn Kelly en el Acelerador de Investigación de Ingeniería en CMU".
La iniciativa BrainHub y el programa ProSEED de CMU proporcionaron apoyo financiero temprano para modificar y probar el nuevo EEG.
"Esta colaboración surgió de la Iniciativa BrainHub única de CMU que fue creada para fomentar la colaboración entre científicos del cerebro y del comportamiento, ingenieros y científicos de la computación. Nuestro proyecto es solo un ejemplo de cómo trabajar en diferentes disciplinas puede ampliar los límites de nuestra ciencia, permitiendo nuevasmétodos para estudiar y, en última instancia, comprender el cerebro. Las asociaciones novedosas como la nuestra son nuestra mejor vía para lograr un progreso real que eventualmente se puede traducir en dispositivos y teorías que ayudarán a mejorar nuestras vidas ", dijo Michael J. Tarr, el Profesor Fiduciariode Vision Science y jefe del Departamento de Psicología de CMU.
Además de Robinson, Grover y Tarr, Praveen Venkatesh y Marlene Behrmann de CMU y Matthew J. Boring de la Universidad de Pittsburgh participaron en el estudio.
La instrumentación de la nueva tapa fue financiada en parte por el centro SONIC de la Corporación de Investigación de Semiconductores. Venkatesh recibió el apoyo de la beca Phil y Marsha Dowd, y Boring fue financiado por la beca de licenciatura en neurociencia computacional CNBC.
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Materiales proporcionado por Universidad Carnegie Mellon . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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