Miniaturowe EEG zapobiega zaśnięciu za kierownicą


Miniaturowy elektroencefalogram umieszczony w uchu wykrywa sygnały w mózgu świadczące o zasypaniu
Miniaturowy elektroencefalogram umieszczony w uchu wykrywa sygnały w mózgu świadczące o zasypaniu

Zmęczeni kierowcy powodują ok. 30% wypadków, a zaśnięcie za kierownicą nawet na ułamek sekundy może być śmiertelnie niebezpieczne. Mają temu zapobiec nowe wkładki douszne monitorujące aktywność mózgu opracowane przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.

Rozwiązanie na niebezpieczny “sen sekundowy”

Statystyki są alarmujące: Zaśnięcia za kierownicą prowadzą co roku do setek śmiertelnych wypadków samochodowych. Mimo znużenia wsiadamy za kierownicę, mając nadzieję, że damy radę utrzymać koncentrację. Wystarczy tzw. sekundowy sen, który powoduje chwilową utratę kontroli nad pojazdem. Przy dużych prędkościach, oznacza to kilkadziesiąt metrów bezwładnej jazdy pojazdu.

Nowy wynalazek amerykańskich badaczy ma chronić kierowców i operatorów maszyn przed niebezpieczeństwami związanymi z zasypianiem. Opracowane wkładki douszne wykrywają fale mózgowe w taki sam sposób, jak elektroencefalogram (EEG), czyli stosowane w medycynie badanie pomiaru aktywności elektrycznej w mózgu. O ile EEG wykrywa fale mózgowe za pomocą elektrod przymocowanych do głowy, wkładki wykorzystują wbudowane elektrody przylegające do kanału słuchowego. Pracując nad wynalazkiem, naukowcy poszli na kompromis. Aby urządzenie było wygodne do noszenia, trzeba było go zminiaturyzować, co z kolei ograniczyło czułość przechwytywania sygnałów elektrycznych wysyłanych przez mózg. Ale osiągnięta dokładność wystarczy, aby wykryć fale alfa, czyli wzorzec aktywności mózgu, który rośnie, gdy zamykamy oczy i zaczynamy zasypiać – sugerują wyniki badań opublikowane w magazynie Nature.

Czujnik EEG ma wielkości słuchawki dousznej i jest wygodny do noszenia
Czujnik EEG ma wielkości słuchawki dousznej i jest wygodny do noszenia

Precyzyjne wykrywanie sygnałów świadczących o zasypianiu

Aby zapewnić kontakt słuchawki z kanałem usznym, co jest konieczne do obierania sygnałów elektrycznych z mózgu, opracowano trzy rozmiary dopasowane do różnej budowy ucha. Sygnały z urządzenia są odczytywane za pośrednictwem bezprzewodowego interfejsu elektronicznego. Już w publikacji naukowej z 2020 roku naukowcy wykazali, że prototyp urządzenia może wykrywać szereg sygnałów fizjologicznych, w tym m.in. mrugnięcia oczu i fale mózgowe alfa. Nowe badanie przeprowadzono na udoskonalonej konstrukcji. 9 ochotników poproszono o noszenie słuchawek podczas wykonywania serii nudnych zadań w zaciemnionym pomieszczeniu. Co jakiś czas uczestnicy badania oceniali poziom senności i mierzono ich czas reakcji.

Rezultat: nawet, gdy jakość sygnału ze słuchawek spadała, nadal można było wykrywać senność z taką samą dokładnością jak robią to o wiele bardziej skomplikowane, nieporęczne systemy. Naukowcy pracują teraz nad udoskonaleniem projektu i rozszerzeniem zakresu mierzonych sygnałów o np. bicie serca, ruchy gałek ocznych i zaciskanie szczęki. Badacze mają nadzieję, że mały rozmiar i łatwość noszenia słuchawek EEG spowodują, że w przyszłości będą powszechnie stosowane przez kierowców, pomagając im w utrzymaniu koncentracji podczas jazdy. Aby tak się stało, wystarczy wyposażyć urządzenie w alarm uruchamiany w momencie wykrycia wczesnych objawów senności. Technologia ma wiele innych potencjalnych zastosowań jak m.in. monitoring snu i diagnozowanie jego zaburzeń.