ห้องปฏิบัติการหลักของปักกิ่งของ Brain Network Group และ Brain-Computer Interface ของ Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences (ต่อไปนี้จะเรียกว่า "สถาบัน") ประสบความสําเร็จในการพัฒนาอุปกรณ์กระตุ้นแม่เหล็กผ่านกะโหลกศีรษะแบบซ้ํา ๆ ที่สวมใส่ได้โดยใช้แบตเตอรี่เครื่องแรกของโลก

Qi Zihui รองนักวิจัยของสถาบันระบบอัตโนมัติแนะนําว่าอุปกรณ์มีน้ําหนักน้อยกว่า 3 กก. แต่ประสิทธิภาพเทียบได้กับอุปกรณ์ขนาดใหญ่เชิงพาณิชย์มอบความเป็นไปได้ใหม่ๆ สําหรับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี rTMS ในทุกสถานการณ์ของครอบครัว ชุมชน และการเคลื่อนไหวอย่างเสรี

"เทคโนโลยีอินเตอร์เฟซสมองกับคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อสมองกับเครื่องจักรเพื่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างสมองและอุปกรณ์ภายนอก ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: 'การควบคุมสมอง' และ 'การควบคุมสมอง' ตามทิศทางการไหลของข้อมูล" Jiang Tianzai นักวิจัยจากสถาบันระบบอัตโนมัติและผู้อํานวยการห้องปฏิบัติการหลักของปักกิ่งของ Brain Network Group และ Brain-Computer Interface กล่าว

อุปกรณ์กระตุ้นแม่เหล็กผ่านกะโหลกศีรษะแบบใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ สวมใส่ได้ และซ้ําๆ (rTMS) ที่มา: สถาบันระบบอัตโนมัติ

Jiang Tianzai แนะนําว่า "การควบคุมสมอง" ตระหนักถึงการแปลงข้อมูลของการถอดรหัสสัญญาณสมองไปยังอุปกรณ์ภายนอกและ "การควบคุมสมอง" เรียกอีกอย่างว่าการควบคุมระบบประสาทผ่านไฟฟ้าแม่เหล็กเสียงแสงความร้อนและวิธีการอื่น ๆ พลังงานทางกายภาพจะถูกเขียนลงในสมองเพื่อแทรกแซงการทํางานของเซลล์ประสาทและตระหนักถึงการแลกเปลี่ยนข้อมูลจากเครื่องไปยังสมอง เมื่อเทียบกับการรักษาด้วยยาเทคโนโลยีการปรับระบบประสาททางกายภาพเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการรักษาโรคสมองทางคลินิกเนื่องจากมีผลข้างเคียงเล็กน้อยและการกําหนดเป้าหมายที่ดี เทคนิคการปรับระบบประสาทแบบรุกรานซึ่งแสดงโดยการกระตุ้นสมองส่วนลึก (DBS) มีความคืบหน้าในการรักษาโรคพาร์กินสัน

อย่างไรก็ตามในการปรับระบบประสาทแบบไม่รุกรานเนื่องจากโครงสร้างกะโหลกศีรษะหลายชั้นเช่นหนังศีรษะกะโหลกศีรษะน้ําไขสันหลังและเยื่อหุ้มสมองที่เกิดจากวิวัฒนาการของมนุษย์เนื้อเยื่อสมองได้รับการปกป้องทีละชั้นทําให้ยากต่อการปรับระบบประสาทที่ไม่รุกรานอย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพซึ่งเป็น "กระดูกแข็ง" ที่ยากในด้านการปรับระบบประสาท

Qi Zihui แนะนําว่าใน 1985 ปี Anthony Buckle ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์ในสหราชอาณาจักรและคนอื่นๆ ได้คิดค้นเทคโนโลยีการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กผ่านกะโหลกศีรษะ (TMS) ซึ่งใช้สนามแม่เหล็กที่แปรผันตามเวลาเพื่อสร้างกระแสเหนี่ยวนําในสมองเพื่อให้บรรลุการควบคุมเซลล์ประสาทแบบไม่รุกรานและกระตุ้นเซลล์ประสาทโดยตรงเพื่อสร้างศักยภาพในการกระทํา ในฐานะที่เป็นวิธีการปรับระบบประสาทแบบไม่รุกรานที่เกณฑ์ TMS เป็นที่รู้จักกันในนาม "สี่เทคโนโลยีหลักของวิทยาศาสตร์สมอง" พร้อมกับการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กการถ่ายภาพการปล่อยโพซิตรอนและคลื่นแม่เหล็กสมอง

"ความถี่การปล่อยพัลส์ของอุปกรณ์ rTMS แบบดั้งเดิมนั้นสูงมาก และแหล่งจ่ายไฟที่รองรับและสิ่งอํานวยความสะดวกในการกระจายความร้อนทําให้อุปกรณ์มีน้ําหนักหลายสิบกิโลกรัม ซึ่งจํากัดการประยุกต์ใช้ในการวิจัยทางคลินิกและวิทยาศาสตร์อย่างมาก วิธีย่อขนาด rTMS หรือแม้แต่ทําให้สวมใส่ได้เป็นปัญหาทางเทคนิค Qi Zihui กล่าว

Qi Zihui แนะนําว่าทีมวิจัยได้สร้างความก้าวหน้าในการออกแบบขดลวดแกนน้ําหนักเบาและเทคโนโลยีไดรฟ์พัลส์แรงดันสูงที่มีความหนาแน่นสูงการใช้พลังงานและน้ําหนักของอุปกรณ์ลดลงเหลือ 10% ของอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ที่นําเข้าได้สําเร็จ และความเข้มของการกระตุ้นนั้นใกล้เคียงกับอุปกรณ์ TMS เชิงพาณิชย์แบบดั้งเดิมที่มีอยู่。 การทดลองอุปกรณ์เป็นครั้งแรกที่การปรับระบบประสาท rTMS เกิดขึ้นระหว่างการเดินอย่างอิสระ ซึ่งเผยให้เห็นปฏิสัมพันธ์แบบไดนามิกระหว่างระบบประสาทส่วนกลางและกิจกรรมของกล้ามเนื้อแขนขาต่างๆ。

การกระตุ้นด้วยแม่เหล็กผ่านกะโหลกศีรษะซ้ํา ๆ ที่สวมใส่ได้ ที่มา: สถาบันระบบอัตโนมัติ

Liu Hao วิศวกรอาวุโสของสถาบันระบบอัตโนมัติกล่าวว่าอุปกรณ์ rTMS ที่สวมใส่ได้สามารถใช้ร่วมกับเทคโนโลยีการตรวจจับสัญญาณสมองแบบไม่รุกราน เช่น EEG และอินฟราเรดใกล้ในอนาคตผ่านการถอดรหัสสัญญาณสมองแบบเรียลไทม์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการกํากับดูแล rTMSระบบปรับระบบประสาท rTMS แบบวงปิดที่สวมใส่ได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อปรับปรุงความเสถียรในการรักษาของ rTMS ที่มีอยู่ และทําให้อินเทอร์เฟซสมองและคอมพิวเตอร์แบบวงปิดสามารถย้ายจากห้องปฏิบัติการไปสู่การประยุกต์ใช้สถานการณ์จริงในวงกว้างได้

"การพัฒนาอุปกรณ์ rTMS ที่สวมใส่ได้ที่ประสบความสําเร็จเป็นความก้าวหน้าในด้านการรักษาทางประสาทจิตเวช ซึ่งจะนําทางเลือกในการรักษาที่สะดวกและมีประสิทธิภาพมากขึ้นแก่ผู้ป่วย และยังเป็นเครื่องมือใหม่สําหรับการวิจัยวิทยาศาสตร์สมอง เทคโนโลยีนี้จะมีบทบาทสําคัญต่อสุขภาพสมองและส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ Jiang Tianzai กล่าว