어린이가 간단한 뇌-컴퓨터 인터페이스를 사용할 수 있는지 평가하기

잭 장, 제안나 자다브지, 에프렘 제우디, 아담 커튼

배경: 인지 기능이 intact한 중증 장애 아동이 환경과 상호 작용할 수 있는 선택지는 매우 제한적입니다. 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)는 이러한 사람들이 의미 있는 기능, 의사소통 및 독립성을 얻을 수 있도록 하는 잠재력이 있습니다. 소아 인구가 BCI 기술의 가장 큰 혜택을 볼 수 있지만, 현재까지 연구는 주로 성인에게 집중되어 있습니다.

방법: 이 전향적 교차 연구에서 우리는 건강한 학령기 아동이 기본 상업적으로 이용 가능한 EEG 기반 BCI를 사용하여 간단한 작업을 수행하는 능력을 정량화했습니다. 6세에서 18세 사이의 일반적으로 발달하는 아동들이 지역 사회에서 모집되었습니다. BCI 훈련은 저렴하고 상업적으로 이용 가능한 BCI 시스템(EMOTIV EPOC)을 사용하여 특정 작업을 수행하면서 간단한 설정과 EEG 기록으로 구성되었습니다. 두 가지 작업이 훈련되었습니다(원격 제어 자동차 운전 및 컴퓨터 커서 이동) 각 작업은 두 가지 전략(감각 운동 및 시각 이미지)을 사용했습니다. 주요 결과는 요청된 수행과 달성된 수행 간의 카파 계수였습니다. 작업, 전략, 나이 및 학습의 효과도 탐색되었습니다.

결과: 30명의 아동 중 26명이 연구를 완료했습니다(평균 나이 13.2 ± 3.6세, 27% 여성). 내구성은 훌륭하여 90% 이상이 경험을 중립적이거나 유쾌하다고 보고했습니다. 나이가 많은 아동은 성인 연구에 비견할 만한 성과를 달성했지만, 어린 나이는 성과가 상대적으로 낮았지만 여전히 좋은 성과를 보였습니다. 자동차 작업은 커서 작업에 비해 더 높은 성과를 보였습니다(p= 0.027). 사고 전략은 성과와 관련이 있었으며 시각 이미지 전략이 감각 운동 접근 방식을 능가했습니다(p = 0.031).

결론: 아동은 간단한 EEG 기반 BCI 시스템을 사용하여 빠르게 제어를 완수하고 여러 작업을 수행할 수 있습니다. 성과는 전략, 작업 및 연령에 따라 다릅니다. 발달 중인 뇌에서의 이러한 성공은 중증 장애 아동에게 이러한 실용적인 시스템을 탐구할 필요성을 촉구합니다.

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