可穿戴技术测量通过皮肤的心理活动

研究人员开发算法以通过皮肤跟踪精神状态
可以使用收集电肌活动的可穿戴设备(如上面的研究设备)来准确(并且几乎是瞬时)推断出有关佩戴者精神状态的重要数据。学分:纽约大学工程学院

纽约大学·坦顿(Nyu Tandon)的研究人员达到了一个关键的里程碑,以开发可穿戴技术,以设法通过皮肤测量关键的大脑机制。

生物医学工程副教授罗斯·​​法吉(Rose Faghih)在过去的七年中一直在研究一项可以衡量的技术使用电肌活动(EDA) - 皮肤的电现象受到与情绪状态有关的大脑活动的影响。内部压力,无论是由疼痛,疲惫或特别包装的时间表引起的,都会导致EDA的变化 - 变换与

总体目标是一种多式联运的智能无创的大脑状态解码器,用于可穿戴适应性闭环体系结构或Mindwatch,正如Faghih所说的那样 - 将是一种监视佩戴者精神状态的方式,并提供裸露的方式,可以帮助他们恢复回到佩戴者的精神状态更中性的心态。例如,如果一个人经历了与工作有关的压力特别严重的压力,那么Mindwatch可以对此进行挑战,并自动播放一些轻松的音乐。

现在是Faghih - 与她的前博士Rafiul Amin一起。学生 - 完成了监视此信息所需的至关重要的任务。他们第一次开发了一种新颖的推理引擎,该引擎可以以高可扩展性和准确性实时通过皮肤监测大脑活动。结果在新论文中列出了“电胚层活动的生理表征可以在实时自主神经系统激活推理附近可扩展”,发表在PLOS计算生物学

“在实时推断可穿戴设备的自主神经系统激活为监视和改进的新机会和认知的参与,” faghih说

先前测量通过皮肤激活交感神经系统激活的方法需要几分钟,这对于可穿戴设备而言是不切实际的。尽管她的早期工作着重于通过汗水激活和其他因素推断大脑活动,但新研究还对他们自己。该模型包括直接的3D状态空间表示

通过孔口开口以及扩散,然后进行相应的蒸发和重吸收,分泌汗液。这种腺体的详细模型为推断大脑活动提供了出色的见解。

新模型是根据来自26个健康个体的数据运行的。研究人员表明,他们可以具有很高的可靠性破译大脑信号。此外,其新算法的计算能力需求是最小的,可以在几秒钟内获得大脑和生理见解,而另一种先前的方法则需要几分钟。这意味着能够达到令人难以置信的速度,高可扩展性和非凡的可靠性的小型,可穿戴的监视技术。

该方法的更广泛的影响和应用包括绩效监测,心理健康监测,测量疼痛和认知压力。心理健康跟踪可以帮助更好地管理自闭症,创伤后应激障碍,过度烦躁,自杀趋势等。绩效跟踪和认知压力跟踪可以帮助提高个人生产力和生活质量。

“一个人的绩效根据他们的认知参与和唤醒水平而变化。”法格说。例如,非常低或非常高的唤醒会导致性能差。因此,预计。最终,研究人员可以利用推断的自主神经系统激活,并解码唤醒来开发提高生产率的干预措施。”

该方法的一个例子是早期诊断糖尿病神经病等疾病。小神经将脑刺激传递到人体的许多部位,包括与皮肤电导反应相关的那些部位。为了跟踪接收到的大脑活动,可以定期测量和监测EDA,并在人体的易神经病易发皮肤区域进行测量和监测。如果皮肤区域患有神经病(即,微小神经已受损),则不会激活该区域。通过监视变化,医生可以看到类似的状况进步,并可能导致治疗计划的变化。

另一个例子是一名新生儿,经过外科手术,无法传达其痛苦程度。医生可以使用EDA录音并推断评估婴儿患者的疼痛并根据需要进行干预。

对于Faghih,这项工作可能代表。监测弱势群体的心理状况可以帮助他们获得更有效的护理,并防止心理健康或情绪摇摆的严重后果。

她的团队现在正在努力将模型纳入可穿戴设备,包括消除由强大的运动和运动等因素引起的信息“噪音”,并寻求潜在的合作伙伴关系来设计和制造携带算法的设备。


进一步探索

使用监督控制架构增强闭环认知应力调节

更多信息:Rafiul Amin等人,电皮活动的生理表征可以在实时自主神经系统激活推理附近可扩展PLOS计算生物学(2022)。doi:10.1371/journal.pcbi.1010275
期刊信息: PLOS计算生物学

引用:可穿戴技术通过皮肤测量精神活动(2022年8月1日)2022年8月2日从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-08-wearable-technology-mental-skin.html检索
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