算法通过皮肤可以追踪的精神状态

纽约大学的研究人员经脉已经达到了一个重要的里程碑在寻求开发可穿戴技术管理通过皮肤测量关键的大脑机制。

玫瑰Faghih副教授,生物医学工程,已经过去七年来一直致力于技术可以测量心理活动使用皮肤电活动(EDA)——一个皮肤的电现象,影响大脑活动相关的情感状态。内部压力,是否造成的痛苦,疲惫,或一个特别繁忙的时间表,可能导致EDA的变化——直接相关的心理状态的变化。

总体目标——一个多通道智能无创性脑状态译码器耐磨自适应闭环架构,或MINDWATCH Faghih称之为——将作为一种监测佩戴者的心理状态,并提供推动,以帮助他们回到一个更中立的心境。举个例子,如果一个人正在经历一个特别严重的工作压力,MINDWATCH可以捡起并自动播放一些轻松的音乐。

现在Faghih——连同Rafiul阿明,她以前的博士生,完成了一个至关重要的任务需要监控这些信息。第一次,他们已经开发出一种新颖的推理引擎,可以实时监测大脑活动通过皮肤具有高可伸缩性和准确性。结果是出现在一篇新论文。”皮肤电活动的生理特性使可伸缩的接近实时自主神经系统激活推理”,发表在《PLOS计算生物学。

“推断自主神经系统激活可穿戴设备的实时监测提供了新的机会和改善精神健康和认知参与,“根据Faghih

以前的方法测量通过皮肤交感神经系统的激活了分钟,这对可穿戴设备是不切实际的。而她的早期作品关注推断大脑活动通过汗水激活和其他因素,另外新的研究模型汗腺本身。模型包括一个3 d的状态方程表示的直接分泌汗水通过毛孔开放,以及扩散之后,相应的蒸发和再吸收。这个腺体的详细模型提供了非凡的洞察推断大脑活动。

新模型运行在数据从26个健康人。研究人员表明他们可以破译大脑信号可靠性高。此外,新算法的计算能力要求是最小的,可以获得大脑和生理的见解在几秒钟而另一个先前的方法需要几分钟。这意味着小,可穿戴监测技术的能力令人难以置信的速度、高可伸缩性和非凡的可靠性是触手可及。

更广泛的影响和应用程序的方法包括性能监控、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,过度易怒、自杀倾向等等。性能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。

“一个的性能变化基于他们的认知参与和唤醒水平。”Faghih说。例如,非常低或者高水平的刺激会导致性能不佳。因此,预计。最终,研究人员可以利用推断自主神经系统激活和解码唤起发展干预措施提高生产力。”

该方法的一个示例应用程序是疾病如糖尿病神经病变的早期诊断。小神经传输大脑刺激身体的许多部位,包括那些与皮肤电导响应。跟踪接收到的大脑活动,EDA可能定期测量和监控neuropathy-prone身体的皮肤区域。如果有神经病变(即皮肤区域。、小神经受损),大脑不会激活。通过监测变化,医生可以看到一个条件,如糖尿病神经病变的进展,并且可以导致治疗方案发生变化。

另一个例子是新生儿病人在手术后极度痛苦,不能表达他们的程度的痛苦。医生可以使用EDA录音和推断大脑活动来评估多少婴儿患者的疼痛和干预。

Faghih,这项工作可能代表一个突破精神卫生保健。监测弱势群体的精神状态可以帮助他们得到更有效的治疗,防止严重后果减少心理健康或情绪的波动。

她的团队正在致力于模型合并到衣物,包括消除信息“噪音”等因素造成的健壮的运动和锻炼,以及寻求潜在的合作伙伴来设计和制造设备,将这个算法。

参考:阿明R, Faghih rt,皮肤电活动的生理特性使可伸缩的接近实时自主神经系统激活推理。公共科学图书馆第一版杂志。2022;18 (7):e1010275。doi:10.1371 / journal.pcbi.1010275

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