Laboratorium Utama Beijing dari Grup Jaringan Otak dan Antarmuka Otak-Komputer dari Institut Otomasi, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok (selanjutnya disebut sebagai "Institut") telah berhasil mengembangkan perangkat stimulasi magnetik transkranial berulang suprakranial berulang (rTMS) bertenaga baterai pertama di dunia.

Qi Zihui, peneliti asosiasi Institut Otomasi, memperkenalkan,Perangkat ini memiliki berat kurang dari 3 kg, tetapi kinerjanya sebanding dengan peralatan besar komersialIni memberikan kemungkinan baru untuk penerapan teknologi rTMS dalam semua skenario keluarga, komunitas, dan pergerakan bebas.

"Teknologi antarmuka otak-komputer menghubungkan otak dengan mesin untuk mewujudkan pertukaran informasi antara otak dan perangkat eksternal, yang dapat dibagi menjadi dua kategori: 'kontrol otak' dan 'kontrol otak' sesuai dengan arah aliran informasi." Jiang Tianzai, seorang peneliti di Institute of Automation dan direktur Beijing Key Laboratory of Brain Network Group dan Brain-Computer Interface, mengatakan.

Perangkat stimulasi magnetik transkranial bertenaga baterai, dapat dikenakan, dan berulang (rTMS). Sumber: Institut Otomasi

Jiang Tianzai memperkenalkan bahwa "kontrol otak" mewujudkan konversi informasi decoding sinyal otak ke perangkat eksternal, dan "kontrol otak" juga disebut neuroregulasi, melalui listrik, magnet, suara, cahaya, panas, dan cara lainnya, energi fisik ditulis ke dalam otak untuk campur tangan dalam aktivitas neuron, dan mewujudkan pertukaran informasi dari mesin ke otak. Dibandingkan dengan pengobatan obat, teknologi neuromodulasi fisik adalah alat yang ampuh untuk pengobatan penyakit otak klinis karena efek sampingnya yang kecil dan penargetan yang baik. Teknik neuromodulasi invasif yang diwakili oleh stimulasi otak dalam (DBS) telah membuat kemajuan dalam pengobatan penyakit Parkinson.

Namun, dalam neuromodulasi non-invasif, karena struktur tengkorak multi-lapisan seperti kulit kepala, tengkorak, cairan serebrospinal, dan meninges yang terbentuk oleh evolusi manusia, jaringan otak dilindungi lapis demi lapis, sehingga sulit untuk neuromodulasi non-invasif secara akurat dan efektif, yang selalu menjadi "tulang keras" yang sulit di bidang neuromodulasi.

Qi Zihui memperkenalkan bahwa dalam 1985 tahun, Anthony Buckle, seorang profesor di University of Sheffield di Inggris, dan yang lainnya menemukan teknologi stimulasi magnetik transkranial (TMS), yang menggunakan medan magnet yang bervariasi waktu untuk menghasilkan arus induksi di otak untuk mencapai regulasi neuron non-invasif dan langsung mengaktifkan neuron untuk menghasilkan potensi aksi. Sebagai semacam metode neuromodulasi non-invasif di ambang batas, TMS dikenal sebagai "empat teknologi utama ilmu otak" bersama dengan pencitraan resonansi magnetik, pencitraan emisi positron, dan magnetoensefalografi.

"Frekuensi emisi pulsa peralatan rTMS tradisional sangat tinggi, dan catu daya pendukung dan fasilitas pembuangan panas membuat peralatan memiliki berat puluhan kilogram, yang sangat membatasi penerapannya dalam penelitian klinis dan ilmiah. Cara mengecilkan perangkat rTMS, atau bahkan membuatnya dapat dipakai, adalah masalah teknis. Kata Qi Zihui.

Qi Zihui memperkenalkan bahwa tim peneliti telah membuat terobosan dalam desain koil inti ringan dan teknologi penggerak pulsa tegangan tinggi kepadatan daya tinggi.Konsumsi daya dan berat peralatan berhasil dikurangi menjadi 10% dari peralatan komersial impor, dan intensitas stimulasi mendekati peralatan TMS komersial tradisional yang ada。 Eksperimen, perangkatUntuk pertama kalinya, neuromodulasi rTMS direalisasikan selama berjalan bebas, mengungkapkan interaksi dinamis antara sistem saraf pusat dan aktivitas otot tungkai yang berbeda。

Stimulasi magnetik transkranial berulang yang dapat dikenakan. Sumber: Institut Otomasi

Liu Hao, insinyur senior Institut Otomasi, mengatakan,Perangkat rTMS yang dapat dikenakan dapat dikombinasikan dengan teknologi deteksi sinyal otak non-invasif seperti EEG dan inframerah dekat di masa mendatang, melalui decoding sinyal otak secara real-time untuk mengoptimalkan proses regulasi rTMS,Sistem neuromodulasi rTMS loop tertutup yang dapat dikenakan terbentukuntuk meningkatkan stabilitas terapeutik rTMS yang ada, dan memungkinkan antarmuka otak-komputer loop tertutup untuk berpindah dari laboratorium ke aplikasi skenario nyata skala besar.

"Keberhasilan pengembangan perangkat rTMS yang dapat dikenakan adalah terobosan di bidang perawatan neuropsikiatri, yang akan menghadirkan pilihan pengobatan yang lebih nyaman dan efektif bagi pasien, dan juga menyediakan alat baru untuk penelitian ilmu otak. Teknologi ini akan memainkan peran penting dalam kesehatan otak dan antarmuka otak-komputer. Kata Jiang Tianzai.