"Elektroniczne" tatuaże zbadają mózg. Naukowcy wdrażają nową technologię

Badanie EEG (elektroencefalografia) polega na pomiarze aktywności elektrycznej w mózgu poprzez elektrody umieszczone na skórze głowy. Pomaga diagnozować schorzenia neurologiczne, tak jak: epilepsja, guzy oraz urazy powstałe na skutek udaru czy traumatycznych uderzeń w głowę. Naukowcy opracowali właśnie nową technologię, która pomoże badać fale mózgowe za pomocą tymczasowych, elektronicznych tatuaży. Po nałożeniu tego tatuażu tusze tworzą cienką warstwę, która ma grubość około połowy grubości ludzkiego włosa i - podobnie jak zwykłe elektrody EEG - wykrywa zmiany w aktywności elektrycznej mózgu.

Do tej pory technicy używali linijki i ołówka do zaznaczania miejsc na głowie pacjenta przed przymocowaniem elektrod na skórze głowy. Potem te elektrody są łączone długimi przewodami z urządzeniem rejestrującym aktywność mózgu. Alternatywnie można nałożyć czapkę z elektrodami bezpośrednio na głowę. Jednak cały ten proces jest czasochłonny i niewygodny. Nowe rozwiązanie już na starcie skraca czas o połowę.

- Ta technologia wykorzystuje robota, który jest cyfrowo zaprogramowany do nanoszenia tuszu z materiału przewodzącego na określone miejsca na skórze głowy, co oszczędza czas i pracę – przekazała w rozmowie z tygodnikiem "New Scientist" współtwórczyni rozwiązania Nanshu Lu, profesor inżynierii na Uniwersytecie Texas w Austin.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Stworzony został program komputerowy, który każdorazowo przygotowuje indywidualny projekt tatuażu w oparciu o trójwymiarowe skanowanie skóry głowy. Następnie, drukarka, sterowana przez robotyczne ramię, aplikuje tusz bezpośrednio na skórę głowy. Stosuje się dwa różne rodzaje tuszu: jeden dla elektrod, które odbierają sygnały z mózgu, oraz drugi dla połączeń biegnących w kierunku karku. Tam przewody już w sposób fizyczny przekazują sygnały do niewielkiego urządzenia zajmującego się rejestracją danych.

W nowym badaniu, opublikowanym 2 grudnia w czasopiśmie "Cell Biomaterials", technologii tej użyto na pięciu osobach z krótkimi włosami w celu porównania jej z konwencjonalną technologią EEG. Odkryto, że e-tatuaże były równie skuteczne w wykrywaniu fal mózgowych jak tradycyjne elektrody EEG umieszczone obok nich.

- Ponadto e-tatuaże pozostały na głowach uczestników i mogły rejestrować aktywność mózgu przez co najmniej dobę, podczas gdy elektrody EEG zaczynały się odklejać po sześciu godzinach. Po zakończeniu pomiarów e-tatuaże można po prostu usunąć za pomocą chusteczek nasączonych alkoholem lub szamponem. Bisakryl, którym przykleja się elektrody EEG, jest natomiast trudniejszy do usunięcia z włosów – informowała profesor z Uniwersytu Texas w Austin.

Badacze muszą teraz ustalić, czy e-tatuaże działają u pacjentów z określonymi schorzeniami neurologicznymi oraz u osób z różnymi długościami i rodzajami włosów, lub alergiami skórnymi. Planują także stworzenie drukarki, która wytwarza tusz, który nie wyciera się na poduszkę podczas snu – wyjaśniła Lu. Dzięki temu naukowcy mogliby monitorować aktywność mózgową w nocy, co może być przydatne w diagnozowaniu zaburzeń snu. W przyszłości naukowcy mają nadzieję wszczepić w e-tatuaże bezprzewodowe nadajniki danych, co uczyni system w pełni przenośnym.