Современные нейроинтерфейсы применяются преимущественно в исследовательских целях и для помощи пациентам с тяжелыми формами паралича, однако потенциально могут стать универсальным способом управления устройствами силой мысли. Точнее всего работают инвазивные методы с имплантацией электродов, но их широкое применение в ближайшей перспективе ограничено медицинскими показаниями. Альтернативные неинвазивные технологии типа электроэнцефалографии (ЭГГ), использующие поверхностные электроды, могут терять контакт при движении пользователя, что снижает качество сигнала в повседневных условиях.

Исследователи разработали компактный нейроинтерфейс диаметром 1 мм, который крепится к коже головы микроиглами. Это обеспечивает стабильный и безболезненный контакт. Для его создания ученые сначала сформировали из смолы миниатюрную крестообразную основу с пятью микроскопическими «шипами». Затем эти микроиглы покрыли проводящим полимером PEDOT, что позволило устройству регистрировать электрические сигналы мозга.

Микроиглы не только надежно фиксируют датчик на голове, но и проникают через внешний ороговевший слой кожи, выполняющий роль изолятора. Это позволяет сенсору регистрировать сигналы непосредственно из эпидермиса, что, по словам исследователей, улучшает сбор данных.

Ученые также оснастили сенсор медной проволокой, напоминающей змею, которая соединяет его с более толстыми проводами для передачи сигналов на обработку. Такая конструкция обеспечивает стабильность работы: даже если толстые провода смещаются при движении пользователя, это не влияет на положение самого сенсора. Модуль расшифровывает сигналы мозга и передает их по беспроводной связи на внешнее устройство.

Для демонстрации возможностей устройства исследователи использовали его для управления видеозвонками через очки дополненной реальности Nreal. Метод основан на том, что мозг реагирует определенным образом, когда человек смотрит на изображение, которое мерцает с заданной частотой.

Интерфейс видеозвонка использовал мерцающие графические элементы, расположенные рядом с каждой кнопкой управления. Пользователь мог принимать, отклонять и завершать вызовы, просто фокусируя взгляд на соответствующей кнопке.

Система в реальном времени распознавала намерения с точностью 96,4%, даже когда пользователь двигался. Эксперимент также показал преимущество новой технологии: в то время как стандартные ЭЭГ-электроды теряли контакт в течение 12 часов, разработанный интерфейс сохранял стабильное качество сигнала на протяжении всего теста.

Устройство было создано с использованием технологии, пригодной для массового производства. Помимо нейроинтерфейсов, оно может найти применение в качестве носимого монитора здоровья.