現(xiàn)在，創(chuàng)客也可以使用這種針對注意力

缺陷多動障礙患兒的腦電圖頭戴式設備了

我是一個時尚科技設計師。在設計中，我會將時尚與工程、科學和交互式用戶體驗技術結合。我設計的很多產品都能夠監(jiān)測穿戴者的生理指標（比如心率），并以某種形式對這些信息做出反應，傳遞穿戴者的內在狀態(tài)。2016年，作為奧地利林茲電子藝術未來實驗室的常駐藝術家，我決定抓住機會，看看我的技術能不能應用在醫(yī)療方面。 結果我研發(fā)了一種頭戴式設備，能夠幫助患有注意力缺陷多動障礙（ADHD）的兒童，并且能夠幫助看護者更好地了解與患兒癥狀有關的環(huán)境因素。今年4月，這款頭戴式設備的底層技術已經實現(xiàn)商用，對腦機接口（BCI）感興趣的創(chuàng)客也可以使用了。 其實我到林茲的時候，就對腦電圖（EEG）設備產生了興趣。它能夠測量大腦的腦電活動，我在早期的工作中對這些也有了解。在電子藝術節(jié)期間，我在附近的仁慈兄弟醫(yī)院（Barmherzige Brüder Hospital）遇到了杜米尼克?萊斯特（Dominik Laister），他后來成為一名很有價值的顧問。向他咨詢后，我決定著重研究與事件關聯(lián)的腦點位信號P300。P300在醫(yī)療臨床檢查和腦機接口研究中經常受到關注。它是一種電壓脈沖，在受到外部刺激后的幾百毫秒內發(fā)生，通常認為它與注意力和決策相關。在診斷注意力缺陷多動障礙患兒時，都會測量P300信號，因為患兒的這種信號出現(xiàn)的時間較長，且信號強度不如健康兒童。

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注意力缺陷多動障礙的治療中一般會使用刺激劑，例如阿得拉。這種藥物能夠幫助提高注意力，同時減少過度活躍和沖動的行為。雖然藥物可能有助于緩解患者的癥狀，卻無法幫助了解注意力缺陷多動障礙患兒為什么更容易對某種刺激產生反應，以及怎樣才能在減少患者對藥物依賴同時治療其癥狀。 我的目標是開發(fā)一種設備，通過監(jiān)測患兒的大腦及其所處的環(huán)境來提供相關研究所需的數據。之后我設計了“獨角獸代理人”（Agent Unicorn）——帶有一個突角的頭戴式設備。它的突角中裝有一個800萬像素的相機，能夠在頭戴式設備內置的腦電圖檢測到P300事件增加時拍攝視頻。該設備的外形經過特別設計，可以自動將電極定位到頭蓋骨上的正確位置。 創(chuàng)建Agent Unicorn時，我不想使用任何商業(yè)化的腦電圖設備。價格較低的設備沒有數據獲取和處理能力，多數使用的都是接觸前額的單電極，并且難以區(qū)分腦電波和肌肉收縮造成的電活動。醫(yī)療級別的系統(tǒng)價格非常高昂，可靠設備的價格高達1萬美元，而且非常笨重。 于是我開始與G.tec公司的創(chuàng)始人兼聯(lián)合首席執(zhí)行官克里斯多夫?古格（Christoph Guger）合作。G.tec公司位于林茲附近，是一家生產腦電圖設備和軟件的大型醫(yī)療工程公司。該公司的產品主要供應給醫(yī)院和其他醫(yī)療客戶，但古格對希望在項目中使用神經學數據的新一代創(chuàng)客很感興趣。加上我對P300信號特別感興趣，我們將電極數從常規(guī)的64個縮減到了8個。我們開發(fā)了一種與電極連接的微型腦電圖板，不需要導電膠就可以使用電極。 在這款頭戴式設備中，腦電圖板與樹莓派Zero W單板計算機連接。樹莓派計算機還能夠接收來自突角攝像機的連續(xù)視頻。檢測到P300事件時，樹莓派通過無線通信方式將事件發(fā)生之前3秒和事后5秒內的視頻發(fā)送到一臺筆記本電腦，這樣我們就能夠看到是什么吸引了佩戴者的注意力。 2016年7月以前，我們的頭戴式設備僅有幾種有不同形狀的角。通過與洛杉磯的3D打印專家伊戈爾?內澤維奇（Igor Knezevic）合作，我們研究了更多種形狀和顏色的角，并開始在兒童身上實際使用Agent Unicorn。很快我們就發(fā)現(xiàn)，角越有趣、越奇特，孩子們就越喜歡佩戴。 Agent Unicorn的優(yōu)勢之一，就在于它能夠獲取更接近兒童日常生活精神狀態(tài)的數據，因為相關機構和兒童可以在更自然的環(huán)境中使用該設備。想要測量孩子的腦電活動時，孩子在游戲室或教室內就可以自行拿起Agent Unicorn佩戴在頭部，而不需要醫(yī)生在診所里通過在頭部的64個電極將患兒與機器連接。 此外，Agent Unicorn頭戴式設備還設置了LED燈，可在P300事件發(fā)生時閃爍。這種方式，可以在兒童注意力特別集中時提醒治療者，從而便于治療者開展工作。也可提出非藥物治療方式的建議。 至于Agent Unicorn對于注意力缺陷多動障礙患兒究竟價值幾何，臨床研究正在進行當中，不過G.tec公司最近已經發(fā)布了一款面對科學家、制造商和藝術家的Unicorn 腦電圖設備，售價為1 100美元。這款設備沒有攝像頭角，使用柔軟的頭罩固定頭部電極。藍牙連接可傳輸數據，可使用不同的編程語言對數據進行實時分析。

我的目的是創(chuàng)造一種學習系統(tǒng)，能夠讓穿戴者更了解自己，并幫助他們確定潛意識中的大腦活動。任何人都能夠穿戴這種設備來測量自己的腦電活動并從中得出結論。比如，我們對不同的顏色會有怎樣的反應？看見巧克力時腦電活動會產生尖峰嗎？聽到自己的名字時會如何響應？如果你不想購買但是想試用這種設備，那么去全球任意一個針對腦機接口設計者的BR41N.io黑客松場館，加入我們吧！