Для считывания электрической активности мозга пользователю приходится надевать на голову массив липких электродов. Это крайне неудобно. Однако, ученые нашли выход из ситуации, разработав новую технологию «электронных татуировок». Речь идет о жидких чернилах, которые можно наносить на кожу головы пользователя для отслеживания мозговой активности в реальном времени.
Жидкие чернила для электронных татуировок
Электроэнцефалография (ЭЭГ) широко используется для диагностики неврологических заболеваний, таких как судороги, опухоли головного мозга и эпилепсия. Однако традиционные тесты ЭЭГ являются длительными и неудобными. Они включают в себя размещение многочисленных электродов на коже головы с использованием линеек и карандашей. Более того, эти электроды затем подключаются к машине через длинные провода, ограничивая движение пациента.
Поэтому электронные татуировки могут стать потенциальной альтернативой. Электронные татуировки представляют собой «маленькие датчики», которые прикрепляются к коже. Их можно использовать для мониторинга различных функций организма, таких как частота сердечных сокращений, мышечная активность и температура кожи.
Исследователи разработали новые жидкие чернила на основе проводящих полимеров. Интересно, что эти чернила могут проникать в волосы и прилипать к коже головы, образуя тонкопленочный датчик, способный обнаруживать мозговую активность.
В данном исследовании компьютерный алгоритм использовался для проектирования размещения электродов ЭЭГ на коже головы. Затем цифровой струйный принтер наносил тонкий слой жидких чернил на эти участки, создавая электронные татуировки. Этот процесс быстрый, бесконтактный и безболезненный.
Результаты испытаний
Для тестирования технологии электронных татуировок были привлечены пять участников с короткими волосами. Каждому испытуемому на кожу головы наносились как электронные татуировки, так и традиционные электроды ЭЭГ.
Тесты показали, что электронные татуировки оказались столь же эффективными при обнаружении мозговых волн, как и традиционные электроды. Более того, этот метод оказался более надежным. В то время как традиционные электроды начали выходить из строя всего через шесть часов, электронные татуировки оставались работоспособными в течение целого дня.
Согласно пресс-релизу, новые электронные татуировки на основе жидких чернил сохраняли стабильное соединение в течение 24 часов.
Теперь команда планирует дальнейшее усовершенствование технологии путем интеграции в электронные татуировки беспроводных передатчиков. Это позволит осуществлять полностью беспроводной мониторинг.
Данная технология может быть использована не только для мониторинга мозговых волн и неврологической диагностики. В перспективе, она может проложить путь для создания более совершенных и удобных интерфейсов мозг-компьютер.
Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Biomaterials.
