长期稳定的电极，可穿戴的脑机接口

可穿戴式医疗设备是未来医学的重要组成部分，也是世界各地研究人员关注的重点。它们打开了在医疗环境之外对患者进行长期持续监测的大门，让临床医生准确地了解正在发生的事情，并有更好的机会有效地治疗他们的疾病。

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发了一种脑电图(EEG)电极，患者可以戴在头上进行监测大脑活动。脑电图电极系统可作为脑机接口(BCI)，通过控制大脑信号帮助修复由中风和其他疾病引起的大脑损伤。

该电极在杂志上发表的一篇新论文中展示生物传感器和生物电子学它可以舒适而稳定地佩戴长达四周，而不需要任何医疗人员的干预来维护。这是一个很大的改进，因为这些类型的电极通常每隔几个小时或最多几天就需要更换一次。

“我们希望人们可以长时间在家里戴着它，在那里进行康复，而不必去诊所或医院康复中心科克雷尔工程学院生物医学工程系助理教授、该项目的负责人之一王惠良(Evan)说:“当你中风后恢复时，这就更具挑战性了。”

如今的脑电图电极主要有干式和湿式两种，但这两种电极都不能很好地进行长期监测。以凝胶为基础的湿电极记录效果更好大脑的活动但需要比干电极更多的维护。

研究人员的新电极具有湿的凝胶电极的优点，并消除了主要的缺点，例如它们容易变干然后脱落。该项目建立在早期研究阶段的一个有前景的解决方案上，包括使用导电聚合物作为电极的基础。

研究人员将这一想法提升到了一个新的水平导电聚合物与高含水量的聚合物一起使用。这使他们能够利用凝胶材料的优势，主要是尽管皮肤和头发造成干扰，但他们可以提供准确的记录，这一概念被称为电极-皮肤阻抗。

王和他的团队与钱德拉家族电气与计算机工程系的教师合作:José del R. Millán教授和助理教授贾瑶瑶，他们都是BCI方面的专家。他们共同开发并描述了新的基于脑电图电极的脑机接口系统。

电极系统记录大脑活动，比如大脑告诉手移动。然而，中风破坏了身体各部分之间的神经通路，使其更难发送行动信号。脑机接口和功能性电刺激相结合，可以将移动身体部位的想法转化为刺激目标区域执行大脑命令的行动。这种方法可以帮助重建大脑和因中风而受损的身体其他部位之间的通信通路。

del Millán说:“这些新的脑电图电极有可能彻底改变非侵入性脑机接口领域，目前该领域需要大量专家支持来建立每次会议的系统。”“此外，由于掌握BCI——诱导功能恢复和大脑可塑性——需要学科训练，拥有一个人们可以整天自主使用的永久性系统将提高这项技术的潜力。”

研究人员的下一步是扩大研究时间电极这种可穿戴的活动以脑电图为基础脑机接口可以促进。他们也在研究诸如控制轮椅、移动等应用假肢和更多。

该团队包括来自生物医学工程系的zhou - chun Hseih、Richard Anderson、Kai Wing Kevin Tang、Wenliang Wang和Ilya Pyatnitskiy;来自钱德拉家族电气与计算机工程系的Hussein Alawieh, Fumiaki Iwane和Linran Zhao;德克萨斯大学奥斯汀分校文科学院心理学系的Syed Abdullah;以及蒙特利尔理工学院化学工程系的杨丽。