Technologies of using neuroheadsets for prosthetic limbs
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2025-50-2-150-161Keywords:
neuroheadset, neurocomputer interface, limb prosthetics, electroencephalography, EEG, motor imagination, bionic prostheses, sensorimotor rhythms, hybrid neurointerfaces, rehabilitationAbstract
The article discusses modern approaches to the use of neuro-headsets and neuro-computer interfaces in limb prosthetic systems. The relevance of the study is due to the rapid growth of the number of people with amputees in the world and, in particular, in Ukraine, which requires effective technologies for restoring motor functions and improving the quality of life. It is shown that traditional myoelectric prostheses have limitations associated with signal instability and complexity of control, especially in cases of high or bilateral amputations. Particular attention is paid to neuro-headsets based on electroencephalography, which provide non-invasive reading of brain activity and allow determining the intention of movement directly at the level of the motor cortex. The role of sensorimotor rhythms in the μ- and β-wave ranges is analyzed, as well as the ERD/ERS mechanisms underlying the control of bionic prostheses. The possibilities of using motor imagination, P300 potentials and SSVEP for the formation of control commands are separately considered. The paper summarizes current global practices in the use of neuro-headsets in combination with other neuroprosthetic technologies, including Targeted Muscle Reinnervation, Regenerative Peripheral Nerve Interface, implanted myoelectric sensors, and hybrid neuro-measurement methods. It is shown that the integration of EEG with EMG, fNIRS, or invasive neuro-interfaces significantly increases the accuracy, stability, and naturalness of prosthetic control. It is concluded that neuro-headsets are a promising and affordable tool for creating intelligent bionic limbs of a new generation. Their use in hybrid control systems opens up opportunities for individualized prosthetics, reducing the adaptation period, and expanding the functional capabilities of people with amputees.
References
Romanyuk O.N., Romanyuk O.V., Babiy B.V., Maidanyuk V.P., Kotlyk S.V. “Game mechanics using neuro-headsets”, in Proceedings of the conference “Computer games and multimedia as an innovative approach to communication – 2025”, Odesa, Ukraine, 2025, pp. 377–378.
Romanyuk O.N., Pavlov S.V., Maidanyuk V.P., Titova N.V., Romanyuk S.O., “Use of neuro-headsets for diagnosing diseases”, in Proceedings of the International Scientific and Technical Conference on Opto-Electronic Information Technologies “PHOTONICS – ODS 2025”, Vinnytsia, Ukraine, 2025, 3 p.
Romanyuk O.N., Titova N.V., Romanyuk S.O., “The use of neuro-headsets for computer diagnostics of diseases”, in Automation and biomedical and computer technologies: abstracts of the reports of the All-Ukrainian scientific and technical internet conference, Dnipro, Ukraine: State Higher Educational Institution “PDTU”, 2025, pp. 186–189.
Romanyuk O.N., Pavlov S.V., Titova N.V., Romanyuk S.O., Maidanyuk V.P., “The use of neuro-headsets for diagnostics of diseases”, Optical-electronic information and energy technologies, vol. 49, No. 1, p. 168–177, 2025.
Romanyuk O.N., Pavlov S.V., “Development of implantable neurointerfaces”, in Collection of Abstracts of the IV International Scientific and Technical Conference “Prospects for the Development of Mechanical Engineering and Transport – 2025” [Electronic edition], Vinnytsia, Ukraine: VNTU, 2025, pp. 403–405.
J. R. Wolpaw and E. W. Wolpaw, Brain–Computer Interfaces: Principles and Practice, 2nd ed. Oxford, UK: Oxford University Press, 2018.
D. Farina, O. Aszmann, and M. Sartori, “Myoelectric control of prosthetic limbs: Advances and challenges,” IEEE Reviews in Biomedical Engineering, vol. 14, pp. 238–252, 2021.
F. Lotte, L. Bougrain, and M. Clerc, “Electroencephalography (EEG)-based brain–computer interfaces,” IEEE Signal Processing Magazine, vol. 35, no. 1, pp. 123–136, Jan. 2018.
Y. Li, J. Long, and C. Guan, “A review on motor imagery based brain–computer interface systems for rehabilitation,” Neural Computing and Applications, vol. 33, no. 9, pp. 4551–4570, 2021.
T. Brånemark, P. Brånemark, B. Rydevik, and R. Myers, “Osseointegration in skeletal reconstruction and rehabilitation: A review,” Journal of Rehabilitation Research and Development, vol. 38, no. 2, pp. 175–181, 2001.
D. A. Boas, C. E. Elwell, M. Ferrari, and M. Taga, Eds., Diffuse Optical Imaging of Tissue, 2nd ed. Berlin, Germany: Springer, 2016.
J. L. Contreras-Vidal, J. A. F. da Silva, and D. J. Krusienski, Eds., Neuroprosthetics: Theory and Practice, Singapore: World Scientific, 2020.
D. Farina, W. Jensen, and M. Akay, Eds., Neurorehabilitation Technology, 2nd ed. London, UK: Academic Press (Elsevier), 2018.
Downloads
-
PDF (Українська)
Downloads: 0
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
