Mindtooth
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Il sistema Mindtooth, sviluppato per l’elaborazione dei segnali cerebrali, fornendo indicatori in tempo reale di stati cognitivi o emotivi, è altamente innovativo.
Per l’headset Mindtooth si è scelto di utilizzare gli elettrodi EEG basati sull’utilizzo di acqua che consentono un’ottima qualità del segnale, senza l'inconveniente del gel, che rende difficoltoso l’utilizzo della tecnologia EEG per applicazioni fuori dal laboratorio.
La tecnologia dei sensori EEG ad acqua utilizzata nell’headset Mindtooth Touch è stata convalidata durante la prima validazione del progetto Mindtooth. L'efficacia dei sensori è stata confrontata con gli elettrodi Ag/AgCl basati sull’utilizzo di gel, considerati lo standard di riferimento nella ricerca neuroscientifica.
Inoltre, nello stesso test è stato verificato il design del prototipo Mindtooth Touch in termini di qualità del contatto e usabilità.
Figura 1: Schema del set-up sperimentale. (A) Schema della posizione degli elettrodi e del set-up strumentale. Gli elettrodi water-based sono indicati in rosso, gli elettrodi a gel in blu e l'elettrodo di controllo in verde. (B) L'attuale set-up sperimentale utilizzato per il confronto dei sensori EEG. (C) L’headset EEG Mindtooth Touch, progettato con elettrodi ad acqua (a destra) e la versione modificata dotata dell’amplificatore LiveAmp (a sinistra).
30 soggetti sono stati testati in compiti identici indossando, una volta, una cuffia EEG tradizionale con elettrodi a gel sistemati nella stessa posizione degli elettrodi ad acqua nell'headset Mindtooth e, una volta, il prototipo Mindtooth.
I risultati ottenuti hanno mostrato un'elevata correlazione tra le due tecnologie (elettrodi water-based ed elettrodi a gel), in termini di feature del segnale EEG nel dominio della frequenza utilizzate per la definizione delle neurometriche.
Figura 2: Spettri di frequenza EEG per ciascun canale nell'intervallo 2-30 Hz. Gli spettri di frequenza ottenuti con gli elettrodi ad acqua sono mostrati in rosso, mentre gli spettri di frequenza ottenuti con gli elettrodi a gel sono mostrati in blu. L'ultima figura in basso a destra mostra l'elettrodo AFz-gel e l'elettrodo di controllo. Le linee continue rappresentano la media degli spettri di frequenza sulla popolazione, mentre le aree ombreggiate rappresentano la deviazione standard.
Inoltre, il sistema Mindtooth Touch ha dimostrato un'elevata usabilità e una buona qualità del segnale degli elettrodi EEG ad acqua.
A questo proposito, vale la pena ricordare che l'headset Mindtooth Touch è stato testato su più di 200 persone, con diverse acconciature, forme della testa, nazionalità ed età, dimostrando di mantenere nel tempo un comfort molto elevato.
In conclusione, il test di validazione del progetto Mindtooth Touch EEG Headset ha confermato che è in grado di garantire:
Lo studio completo della validazione è stato pubblicato nella rivista "Frontiers in Human Neuroscience", disponibile al seguente link
Il tanto atteso headset Mindtooth© (EEG) è ora disponibile nei laboratori BrainSigns. È stato realizzato eseguendo un design centrato sull'utente, con l'obiettivo di non indurre alcun disagio, garantendo un'elevata indossabilità e mantenendo allo stesso tempo un'alta qualità del segnale grazie all'hardware incorporato, sviluppato da Brain Products, azienda leader nel campo dei sistemi di registrazione EEG e membro del consorzio del progetto Mindtooth.
L'headset Mindtooth si chiama Touch, per ricordare una leggera “carezza” che effettua sulla testa. È dotato di 8 elettrodi, 5 frontali e 3 parietali, più i sensori di referenza e ground su ogni mastoide. In particolare, la parte anteriore dell’headset ha cinque sensori EEG ed è progettato per adattarsi alla fronte dell'utente. Per massimizzare il comfort, l’headset Mindtooth è elastico ed è stato realizzato con una combinazione di materiali flessibili. La parte anteriore ha un'imbottitura rimovibile in gommapiuma PU. Nella parte posteriore sono presenti i sensori di referenza e ground, i tre sensori EEG parietali e l'amplificatore EEG. I sensori di referenza e ground sono montati su due "dita" separate e sono disponibili in due misure diverse sulle mastoidi. La loro posizione rende possibile l'uso di occhiali ed auricolari mentre si indossa l’headset.
Le "dita" dei tre sensori EEG parietali sono realizzate separatamente e vengono montate e fissate nella parte posteriore dell’headset. Le "dita" sono state progettate per adattarsi alla forma della testa degli utenti e tutti i supporti dei sensori EEG parietali sono stati prolungati e montati su una parte finale rotante "una punta di dito" per facilitare l'adattamento a tutte le forme della testa, dividere i capelli e toccare il cuoio capelluto.
L'amplificatore EEG, il "Click-On Amp" è collegato alla struttura dell'headset da due connettori magnetici, per massimizzare la facilità di collegamento e scollegamento.
Qui un video che mostra l’headset Mindtooth Touch.
La tecnologia dei sensori EEG impiegati nel Mindtooth Touch (ovvero gli elettrodi EEG basati sull’utilizzo di acqua-"WET") è stata intensamente testata durante le prime attività di validazione del progetto Mindtooth, confrontando l'efficacia dei sensori nel fornire un segnale EEG di alta qualità e quindi una neurometria accessibile degli stati mentali ed emotivi dell'utente con il “gold standard” nella ricerca neuroscientifica, rappresentato dagli elettrodi in Ag/AgCl basati sull'utilizzo di gel.
I risultati hanno mostrato un'alta correlazione delle caratteristiche EEG derivate da entrambe le tecnologie e la tecnologia basata sull’utilizzo di acqua ("WET") ha riportato la stessa capacità degli elettrodi basati sull’utilizzo di gel nel discriminare il Carico di Lavoro, Stress e Vigilanza in contesti reali (vedi figure sotto). 
Il Mindtooth Touch è stato presentato anche al 19° European Airline Training Symposium (EATS 2021), una fiera dell'aviazione che riunisce i principali professionisti del settore per promuovere la sicurezza e condividere le migliori pratiche nella formazione dei piloti e dell'equipaggio di cabina. Più di 20 professionisti nel campo dell'aeronautica hanno avuto l'opportunità di indossare l’headset durante una dimostrazione dal vivo intitolata "Come to see real-time assessment of human factors by Measuring your brain activity”.
Tutti hanno evidenziato la facilità di montaggio e l'elevato comfort durante la dimostrazione.
Come passo successivo saranno impiegati nei prossimi mesi diversi headset Touch e la relativa struttura Mindtooth in contesti reali per la convalida finale del sistema Mindtooth, prima del suo ingresso ufficiale nel mercato.
Il progetto sta sviluppando, attraverso tecnologie di realtà virtuale, metodi per migliorare la gestione del traffico aereo da una torre di controllo remota.
