מאמר מחקר של מדענים מאוניברסיטת טיאנג'ין הציע שיטה לא פולשנית לאיתור ופענוח אותות אנדוגניים תוך גולגולתיים עם רזולוציה מרחבית גבוהה גבוהה.
עבודת המחקר, שפורסמה ב- 9 באפריל 2025 בכתב העת מערכות סייבורג וביוניותו
רזולוציה מרחבית גבוהה של אותות אלקטרואנספלוגרפיה לא פולשנית (EEG) היא תנאי מוקדם חשוב למניפולציה של מחשב מוחי. עם זאת, ל- EEG של קרקפת קונבנציונאלית יש רזולוציה מרחבית נמוכה כתוצאה מהאפקט מוליך הנפח, מה שמקשה על זיהוי מדויק של הכוונה של מניפולציה של מחשב המוח. בשנים האחרונות, טכנולוגיית ה- EEG של אולטרסאונד ממוקד טרנס -גולגולתי הפכה יותר ויותר לנקודה חמה מחקרית, שצפויה לרכוש אותות צימוד אקוסטואלקטריים לא פולשניים עם רזולוציה מרחבית וזמנית גבוהה.
"לאור זאת, הקמנו מודל סימולציה מספרי ממוקד אולטראסאונד ממוקד ומוצב ניסוי המבוסס על מודל מוח אמיתי ומערך שלב בן 128 מערך, בנינו עוד יותר מערך תלת מימדי רב-מימדי רב-גולגולי דיפול-מקורי לוקולציה של דיפולה ופיתח מודל סימולציה מספרי ופלטפורמת פלטפורמה ניסיונית המבוססת על פלטפורמת פלטפורמה אלוגית-אקסוסטית, ופלטפורמת פלטפורמה גבוהה."אמר הסופר האו ג'אנג, חוקר מאוניברסיטת טיאנג'ין.
במאמר זה בוצע סימולציה מספרית ומחקר ניסיוני של USMEEG על בסיס מערך שלב קולי באמצעות EEG קונבנציונאלי של TFUS. מחקרים קודמים התעלמו מהמבנה המורכב של גולגולת אמיתית, והתרחישים הניסויים התמקדו בעיקר בסימולציות וניסויים דו-ממדיים, תוך שימוש באלגוריתמי מעטפה מסורתיים בעיבוד נתונים עם השפעות לוקליזציה ופענוח לא יציבות. לעומת זאת, מחקר זה בדק באופן חדשני את ההשפעות של גולגולת ורקמות מוח מדומות על אותות אקוס-אלקטריים המבוססים על מבנה גולגולת אמיתי, הבין אולטרסאונד טרנסקרניאלי מדויק המתמקד באמצעות אולטרסאונד של מערך שלב, והרחיב את הסימולציה והניסויים ל -3 ממדים על מנת להיות קרוב לסצנת הסצנה בפועל. הוכנסו עוד יותר את תדירות החזרת הדופק (PRF) של אותות אקוס-אלקטריים, ופותח אלגוריתם של פס צד של PRF למימוש לוקליזציה של אותות מקור טרנסקרניאלי-זמניים-מרחביים-מרחביים לא פולשניים.
תוצאות המחקר מראות כי פלטפורמת הניסוי האקוסטית המונחת על ידי סימולציה מונחה את המערך האקוסטי יכול להשיג מיקוד מדויק הן במים טהורים והן בתנאים הטרנס-גולניים בתוך סף בטוח, עם טווח אפנון של 10 מ"מ, וניתן לשפר את הלחץ האקוסטי המוקד ביותר מ- 200% בהשוואה לזה של ממוקד עצמי של מתמר. מבחינת תוצאות הפענוח של לוקליזציה של דיפול, לאלגוריתם המוצע במחקר זה יש יחס אות לרעש לוקליזציה של 24.18 dB, שהוא 50.59% גבוה יותר מזה של האלגוריתם המסורתי, ודיוק הפענוח של אות המקור גדול מ- 0.85.
"המחקר שלנו מספק בסיס ניסיוני אמין ותמיכה טכנית לרכישת אותות EEG ברזולוציה גבוהה ברזולוציה לא פולשנית ומניפולציה מדויקת למחשב מוחי." אמר האו ג'אנג.
מחברי העיתון כוללים את האו ג'אנג, שואה וואנג, גוביי חן, ינקיו ג'אנג, שיקי ג'יאן, פנג הוא, מינפנג שו ודונג מינג.
עבודה זו נתמכה על ידי התוכנית הלאומית לחקר המפתח והפיתוח של סין (NOS. 2023YFF1204305 ו- 2023YFE0207800), הקרן הלאומית למדעי הטבע בסין (NOS. 81925020, 62122059, ו- 82402430, הקרן לפוסט -דוקטורל סין (מענק מס '2023, COLLSPSERS), COLLSPORDSPALS DOCTOPSOC, COLLSPSEP), COLLSPDAL). (מענק מס 'GZB 20240528), הפרויקט האוטונומי של מעבדת הייה לאינטראקציה בין מחשב מוחי ושילוב אנושי-מכונה (מענק מס' 24HHNJSS00014), ומנהיגי המדע והטכנולוגיה של אוניברסיטת טיאנג'ין ותוכנית גידול כשרונות חדשניים (מענק מס '2024XQM-0022).
העיתון, "לוקליזציה ופענוח של אותיות תוך גולגולתיות לא פולשניות עם רזולוציה מרחבית גבוהה" פורסם בכתב העת Cyborg ו- Bionic Systems ב- 9 באפריל 2025, ב- DOI: 10.34133/cbsystems.0206.
