无创脑电图传感器：VR设备中的“大脑读心术”

传统上，精准测量大脑活动通常需要复杂的设备或令人不适的电极。美国得克萨斯大学奥斯汀分校的研究团队开发了一种全新方案——将无创脑电图（EEG）传感器与虚拟现实（VR）设备巧妙结合，让用户能够长时间舒适佩戴，同时实时监测大脑电活动。这项技术不仅使研究人员能够检查用户对暗示、压力源等外部刺激的反应，还为焦虑症治疗、飞行员注意力测量、人机协作等场景开辟了新途径。研究结果发表在最新一期《软科学》杂志上。

一、传统脑电图电极的痛点

当前最先进的脑电图电极，一旦用于VR头戴设备，就会面临两大挑战：

• 头发阻挡问题：人类头发会阻碍电极与头皮的直接接触，导致难以获得清晰信号。
• 舒适度问题：刚性梳状电极虽然读数清晰，但佩戴极不舒适，无法长时间使用。

这两个难题使得脑电图与VR的结合长期处于尴尬境地。

二、创新解决方案：海绵电极与柔性电路

研究团队创新性地开发了一种由柔软导电材料制成的海绵电极，成功克服了上述问题：

• 海绵电极：柔软且富有弹性，能贴合不同形状的头皮，即使有头发也能保持良好的接触，同时不会带来压迫感。
• 柔性电路：设备背面使用了类似于电子文身导电迹线的柔性电路，连接到脑电图记录设备，进一步提升了佩戴舒适度与信号传输稳定性。

改进后的VR头戴设备使用户能够在沉浸式虚拟现实交互过程中长时间佩戴，并实时监测大脑电活动。

三、广泛应用前景

这一设备拥有多种潜在用途，未来可能改变多个领域：

• 心理健康：帮助焦虑症患者监测并调节情绪反应。
• 职业训练：在飞行模拟器中，测量飞行员的注意力集中程度或精神压力水平。
• 人机交互：为机器人交付网络项目提供支持——这是迄今为止关于人机交互最大规模的研究之一。届时，VR设备会将机器人的“视角”反馈给人类，同时测量观察过程中人们所承受的心理负荷。

四、科研意义与团队评价

领导这项研究的科克雷尔工程学院教授鲁南姝表示：“这一技术使研究人员能够更准确地测量大脑对环境的反应。” 传统方法要弄清楚“你的大脑在‘想’什么？哪些区域活跃，哪些区域平静？”非常繁琐，而这项研究提供了一种“游戏化”手段，可以实时观察受试者对外界变化的反应。未来，大脑各个区域的活动情况将能得到更清晰、更细致的观察。