Koniec z czepkami do EEG? Naukowcy wymyślili tatuaż, który mierzy aktywność mózgu

Spis treści:

1. Jak wygląda badanie EEG?
2. W jaki sposób nakłada się elektroniczny tatuaż?
3. Co lepsze – elektrody czy tatuaż?

Monitorowanie fal mózgowych to niezbyt wygodny i czasochłonny proces. Przynajmniej obecnie, ponieważ w przyszłości mogłaby go zastąpić futurystyczna technologia opisana w najnowszym numerze czasopisma naukowego „Cell Biomaterials”. Stanowi ją ciekły polimer, który można nanieść na skórę głowy, tworząc dowolny wzór. Działa on równie dobrze jak standardowe zestawy elektrod i czujników używane podczas badania EEG.

Twórcy tego wynalazku są przekonani, że sprawdzi się on znakomicie wszędzie tam, gdzie z powodów naukowych lub medycznych mierzy się aktywność ludzkiego mózgu. Elektroniczne tatuaże – albo w skrócie e-tatuaże – mogą też spełniać funkcje interfejsu mózg-komputer. Czyli rejestrować aktywność mózgu, a następnie przekładać ją na sygnały pozwalające sterować komputerem.

Jak wygląda badanie EEG?

Elektroencefalografia (EEG) to bardzo ważne narzędzie naukowe i diagnostyczne. Lekarzom pomaga przyjrzeć się uważniej działaniu ludzkiego mózgu i ocenić jego sprawność w przypadku urazów, udarów albo epilepsji. W czasie standardowego testu technicy wpierw mierzą czaszkę, a następnie wybierają kilkanaście miejsc, do których zostają przyczepione elektrody. One z kolei biegną do urządzenia rejestrującego dane, podłączonego do komputera.

Przeprowadzanie testu bywa pracochłonne. A także uciążliwe dla pacjenta, ponieważ może trwać nawet kilka godzin. Stąd wzięły się badania zespołu Nanshu Lu, profesorki Uniwersytetu Teksańskiego w Austin. Prof. Lu pracuje nad udoskonaleniem technologii elektronicznych tatuaży, pozwalających zbierać istotne dane biomedyczne bezpośrednio z naszego największego narządu: skóry.

Naukowcy badali już ich kilka zastosowań. E-tatuaże były nakładane na przykład na klatkę piersiową pacjentów i rejestrowały pracę ich serc (EKG). Nadrukowywano je też na mięśniach, by mierzyć ich zmęczenie.

W jaki sposób nakłada się elektroniczny tatuaż?

Naukowcy wpierw nakładali atrament na warstwę przylepnego materiału, który następnie naklejany był na skórę. Nie działało to jednak najlepiej – z powodu naturalnego owłosienia. Dlatego właśnie zespół Lu opracował nową metodę nadrukowywania e-tatuażu.

Atrament, który służy do jego zrobienia, składa się z przewodzącego polimeru. Nanoszony jest prosto na głowę. Stopniowo wnika w zagłębienia naskórka, po wyschnięciu zaś zamienia się w cienkowarstwowy czujnik. Jest on na tyle czuły, że pozwala rejestrować aktywność mózgu.

Co lepsze – elektrody czy tatuaż?

Jak sprawdza się nowatorskie rozwiązanie w porównaniu ze standardowym zestawem do testów EEG? Naukowcy zaprosili do badań pięć osób z krótkimi włosami. Następnie nałożyli im elektroniczne tatuaże i jednocześnie przyczepili do czaszek tradycyjne elektrody. Jak twierdzą, nałożenie tatuaży było bardzo proste: posłużyła do tego specjalna drukarka atramentowa, cały proces zaś był szybki i nie wymagał kontaktu ze skórą pacjenta.

Obie metody rejestrowania aktywności mózgu okazały się – zdaniem badaczy – równie skuteczne. Jednak po sześciu godzinach tradycyjne elektrody zaczęły się odklejać. Wkrótce 1/3 przestała działać, zaś pozostałe mniej dokładnie wykrywały sygnał. Natomiast e-tatuaże pracowały również dobrze przez przynajmniej 24 godziny.

Na razie w testach naukowcy używali jeszcze niewielkiego urządzenia połączonego kablami z e-tatuażem. Przymocowywano je do pleców ochotników. Jednak w przyszłości uczeni chcą w ogóle z niego zrezygnować. I wyposażyć e-tatuaż w bezprzewodowy nadajnik, który będzie przesyłał dane bezpośrednio do komputera. – Nasze badanie może zrewolucjonizować sposób, w jaki projektuje się nieinwazyjne interfejsy mózg-komputer – podsumował José Millán, jeden z naukowców zaangażowanych projekt e-tatuaży.

Źródło: phys.org, Cell Biomaterials

Nasza autorka

Magdalena Salik

Dziennikarka i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com