Jack Zhang, Zeanna Jadavji, Ephrem Zewdie 및 Adam Kirton

배경: 인지 기능은 온전하지만 심각한 장애를 가진 아동이 주변 환경과 상호작용할 수 있는 옵션은 극도로 제한되어 있습니다. 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)는 이러한 사람들이 의미 있는 기능, 의사소통 및 독립성을 얻을 수 있도록 도울 수 있는 잠재력이 있습니다. 소아 인구가 BCI 기술의 혜택을 가장 많이 받을 수 있음에도 불구하고, 현재까지의 연구는 주로 성인을 대상으로 진행되어 왔습니다.

방법: 이 전향적, 교차 연구에서 우리는 건강한 학령기 아동이 시판되는 기본적인 EEG 기반 BCI를 사용하여 간단한 과제를 수행하는 능력을 정량화했습니다. 지역사회에서 6~18세의 정상 발달 아동을 모집했습니다. BCI 훈련은 저렴하고 시판되는 BCI 시스템(Emotiv EPOC)을 사용하여 특정 과제를 수행하는 동안 간단한 설정 및 EEG 기록으로 구성되었습니다. 각각 두 가지 전략(감각운동 및 시각적 심상)을 사용하여 두 가지 과제(원격 제어 자동차 운전 및 컴퓨터 커서 이동)를 훈련했습니다. 주요 결과는 요청된 성과와 달성된 성과 간의 카파 계수(kappa coefficient)였습니다. 과제, 전략, 연령 및 학습의 효과도 탐구되었습니다.

결과: 30명의 아동 중 26명이 연구를 완료했습니다(평균 연령 13.2 ± 3.6세, 여아 27%). 내약성은 매우 우수했으며, 90% 이상이 이 경험에 대해 보통이거나 즐거웠다고 응답했습니다. 연령이 높은 아동은 성인 연구와 비교할 만한 성과를 달성했으나, 연령이 낮을수록 성과는 낮았지만 여전히 양호한 결과를 보였습니다. 자동차 과제는 커서 과제에 비해 더 높은 성과를 나타냈습니다(p= 0.027). 생각 전략 역시 성과와 관련이 있었으며, 시각적 심상 전략이 감각운동 접근법보다 우수한 성과를 보였습니다(p = 0.031).

결론: 아동은 간단한 EEG 기반 BCI 시스템을 사용하여 빠르게 제어 능력을 획득하고 여러 과제를 수행할 수 있습니다. 높은 성과는 전략, 과제 및 연령에 따라 달라집니다. 발달 중인 뇌에서의 이러한 성공은 심각한 장애를 가진 아동을 대상으로 이러한 실용적인 시스템을 탐구할 것을 요구합니다.

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