Brain-computer interface passive ed attive basate su hardware innovativo per EEG portabile (in collaborazione con abmedica s.p.a.)

RESPONSABILE DELLA RICERCA

Pasquale Arpaia

Team di ricerca

Bilo Leonida, Lanteri Paola, Marocco Davide, Prevete Roberto, Isgrò Francesco, Donnarumma Francesco, Moccaldi Nicola, Esposito Antonio, Mastrati Giovanna, Mancino Francesca, Gargiulo Ludovica, Natalizio Angela; per abmedica s.p.a.: Puttilli Cosimo, Nalin Marco, Macrì Giovanna; Prof. Lucilla Gatt (Università Suor Orsola Benincasa, Napoli)

Partenariati e/o collaborazioni in essere (se esistenti)

Fondazione IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta (Milano); Intelligent Systems Research Centre, Ulster University (Irlanda del Nord);  Istituto di Scienze e Tecnologie della Cognizione (CNR, Roma).

Tipo di attività prevalente 

accademica con ricadute industriali

Ricadute applicative

regolazione emotiva, profilatura di personalità, gestione dell’equilibrio in deambulazione, diagnosi precoce, riabilitazione neuromotoria.

Descrizione dell'attività di ricerca

Gli attuali sistemi per l’acquisizione dell’EEG limitano, per le loro caratteristiche intrinseche, l’utilizzo di interfacce neurali quali “brain-computer interface” al di fuori dell’ambito prettamente sperimentale e/o clinico. Nuovi scenari applicativi si aprono tuttavia con l’impiego di un hardware che sia minimamente invasivo, indossabile, portabile, con un numero ridotto di elettrodi, e che non necessiti dell’utilizzo di gel conduttivo.

Alcuni risvolti immediati sono stati individuati con riferimento a (i) rinforzo della regolazione emotiva, (ii) metodiche di assessment dell’attivazione delle funzioni esecutive per diagnosi precoce e verifica dell’efficacia terapeutica, e (iii) sfruttamento dell’immaginazione motoria in neuroriabilitazione. L’attività di ricerca proposta mira quindi a fondare su analisi dell’EEG la profilazione della personalità per offrire soluzioni terapeutiche personalizzate basate su neurofeedback, identificare le firme elettroencefalografiche delle funzioni esecutive principalmente responsabili della qualità dell’equilibrio nel corso della camminata, e migliorare la capacità di immaginare un movimento  coinvolgendo l’utente nell’atto immaginativo tramite il neurofeedback

Stato dell'attività

in fase di start up – inizio: Novembre 2021, fine: Ottobre 2024.

Numero di pubblicazioni strettamente pertinenti, partecipazioni a convegni/ conferenze:

3 contributi a conferenza internazionale, 2 contributi a rivista.

[1] Angrisani, L., Arpaia, P., Donnarumma, F., Esposito, A., Frosolone, M., Improta, G., Moccaldi, N., Natalizio, A. and Parvis, M., 2020, May. Instrumentation for Motor Imagery-based Brain Computer Interfaces relying on dry electrodes: a functional analysis. In 2020 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC) (pp. 1-6). IEEE.

[2] Angrisani, L., Arpaia, P., De Benedetto, E., Esposito, A., Moccaldi, N. and Parvis, M., 2021, May. Brain-computer Interfaces for Daily-life Applications: a Five-year Experience Report. In 2021 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC) (pp. 1-6). IEEE.

[3] Angrisani, L., Arpaia, P., Esposito, A., Gargiulo, L., Natalizio, A., Mastrati, G., Moccaldi, N. and Parvis, M., 2021. Passive and active brain-computer interfaces for rehabilitation in health 4.0. Measurement: Sensors, 18, p.100246.

[4] Apicella, A., Arpaia, P., Frosolone, M., and Moccaldi N., High-wearable EEG-based distraction detection in motor rehabilitation. Sci Rep 11, 5297 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-84447-8

[5] Apicella, A., Arpaia, P., Mastrati, G., and Moccaldi N., EEG-based detection of emotional valence towards a reproducible measurement of emotions. Sci Rep 11, 21615 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-00812-7

Luogo ove viene svolta principalmente l'attività

Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Tecnologie dell’Informazione (DIETI), Università degli Studi di Napoli Federico II.