ninjaNIRS: un proyecto open source para crear un dispositivo wearable modular de fNIRS

A espectroscopia de infravermelho próximo funcional (fNIRS) é uma técnica não invasiva que quantifica as mudanças de oxigênio no cérebro causadas pela atividade neuronal. Tem sido usado principalmente em estudos de transtornos cognitivos e mentais, especialmente em ambientes onde a ressonância magnética funcional (fMRI) é muito cara ou impraticável. Além disso, graças ao seu custo relativamente baixo e potencial de miniaturização, é possível projetar dispositivos fNIRS vestíveis. Isso abre as portas para aplicações neurais fora do laboratório, como interfaces cérebro-computador (BCI) ou neuroergonomia. Aqui, discutirei nosso progresso no desenvolvimento do ninjaNIRS, um dispositivo fNIRS vestível e de código aberto. Nosso protótipo atual suporta até 12 detectores e oito fontes de luz infravermelha, funcionando com bateria e conectado a um laptop. Nosso dispositivo também possui suporte integrado para um acelerômetro e sinais de tempo. Os diagramas, firmware e guias de montagem para o protótipo atual podem ser acessados ??online gratuitamente. As próximas reformulações do sistema nos permitirão integrá-lo aos eletrodos de eletroencefalografia (EEG), além de aumentar a capacidade do sistema para suportar até 108 detectores e 32 fontes de luz, necessárias para cobrir toda a cabeça. Dessa forma, nos aproximamos de fornecer um dispositivo capaz de ser usado para realizar neurociências no mundo real.

La espectroscopía funcional en el infrarrojo cercano (fNIRS) es una técnica no invasiva que cuantifica cambios de oxígeno en el cerebro provocados por la actividad neuronal. Se ha usado principalmente en estudios cognitivos y de trastornos mentales, especialmente en contextos en que la resonancia magnética funcional (fMRI) es demasiado costosa o impráctica. Adicionalmente, gracias a su relativamente bajo costo y potencial de miniaturización, es posible diseñar dispositivos wearable de fNIRS. Esto cual abre las puertas a aplicaciones neurales fuera del laboratorio, como interfaces cerebro-computadora (BCI) o neuro-ergonomía. Aquí discutiré nuestros avances en el desarrollo de ninjaNIRS, un dispositivo de fNIRS wearable y open source. Nuestro prototipo actual soporta hasta 12 detectores y ocho fuentes de luz infrarroja, operando con una batería y conectado a una laptop. Nuestro dispositivo también tiene soporte integrado para un acelerómetro y señales de sincronización. Los diagramas, firmware y guías de ensamble para el prototipo actual son accesibles libremente en línea. Rediseños próximos del sistema nos permitirán integrarlo con electrodos para electroencefalografia (EEG), así como aumentar la capacidad del sistema para soportar a hasta 108 detectores y 32 fuentes de luz, necesario para cubrir toda la cabeza. De esta forma, nos acercamos a proveer un dispositivo capaz de ser usado para realizar neurociencia en el mundo real.

Antonio Ortega-Martínez é doutorando pelo grupo de David Boas no centro de Neurophotonics da Boston University, em Boston, Massachusetts. Ao longo de sua carreira, Antonio se dedicou ao estudo das aplicações industriais e biomédicas de dispositivos optoeletrônicos em várias bandas do espectro eletromagnético. Após obter seu diploma de bacharel em engenharia eletrônica e mestrado em óptica no México, Antonio passou sete anos desenvolvendo soluções ópticas para a indústria local no Centro de Investigaciones en Óptica em León, México. Em 2013, Antonio ingressou no Wellman Center for Photomedicine da Harvard University em Boston na posição de Research Enginer. Lá, seu trabalho se concentrou na criação de dispositivos experimentais e arranjos para pesquisadores que conduzem estudos biomédicos, incluindo um sensor.

Antonio Ortega-Martínez es un candidato a doctorado en el grupo de David Boas en el Neurophotonics center de la Boston University, en Boston, Massachusetts. A lo largo de su carrera, Antonio se ha dedicado a estudiar las aplicaciones industriales y biomédicas de los dispositivos optoelectrónicos en diversas bandas del espectro electromagnético. Después de obtener sus grados de licenciatura en ingeniería electrónica y maestría en óptica en México, Antonio se dedicó siete años a desarrollar soluciones ópticas para la industria local en el Centro de Investigaciones en Óptica en León, México. En 2013, Antonio se unió al Wellman Center for Photomedicine de la Universidad de Harvard, en Boston, en el puesto de Research Enginer. Ahí, su trabajo se centró en crear dispositivos y arreglos experimentales para investigadores realizando estudios biomédicos, incluyendo un sensor