E-tatuajele ar putea face EEG mobile o realitate

Electronica epidermală atașată la piele prin tatuaje temporare (tatuajele electronice) există de mai bine de un deceniu, dar au limitări, mai ales că nu funcționează bine pe suprafețe curbate și/sau păroase. Oamenii de știință au dezvoltat acum cerneluri conductoare speciale care pot fi imprimate direct pe scalpul unei persoane pentru a măsura undele cerebrale, chiar dacă are păr. Potrivit unui hârtie nouă publicat în revista Cell Biomaterials, acest lucru ar putea permite într-o zi monitorizarea EEG mobilă în afara unui cadru clinic, printre alte aplicații potențiale.

EEG-urile sunt o metodă bine stabilită, neinvazivă pentru înregistrarea activității electrice a creierului, un instrument de diagnostic crucial pentru monitorizarea unor afecțiuni precum epilepsia, tulburările de somn și leziunile cerebrale. Este, de asemenea, un instrument important în multe aspecte ale cercetării în neuroștiință, inclusiv dezvoltarea continuă a interfețelor creier-calculator (BCI). Dar există probleme. Subiecții trebuie să poarte capace incomode, care nu sunt concepute pentru a face față variațiilor de forme ale capului oamenilor, așa că un clinician trebuie să elaboreze cu minuțiozitate pozițiile electrozilor pe capul unui anumit pacient – un proces care necesită timp. Iar gelul folosit pentru aplicarea electrozilor se usucă și își pierde conductivitatea în câteva ore, limitând cât de mult se poate face înregistrări.

În schimb, tatuajele electronice se conectează la piele fără adezivi, sunt practic de neobservat și sunt de obicei atașate prin tatuaj temporar, permițând măsurători electrice (și alte măsurători, cum ar fi temperatura și tensiunea) folosind polimeri ultra-subțiri cu elemente de circuit încorporate. Ele pot măsura bătăile inimii pe piept (ECG), contracțiile musculare la nivelul piciorului (EMG), nivelul de stres și undele alfa prin frunte (EEG), de exemplu.

Maeștri de cerneală

Cu toate acestea, chiar și tatuajele electronice au provocările lor, cum ar fi suprafețele curbe sau păroase menționate mai sus, precum și necesită un design personalizat de plasare a electrozilor pentru a acoperi zone mai mari, deoarece biosemnalele sunt distribuite spațial. Așa că oamenii de știință de la Universitatea din Texas din Austin și de la Universitatea din California, Los Angeles, au decis să exploreze potențialul imprimării pe țesut. Lucrările anterioare în acest domeniu s-au concentrat pe lucruri precum bio-imprimarea hidrogelurilor încorporate în celule pentru regenerarea țesuturilor sau ca senzori de deformare.

Echipa UTA/UCLA a dezvoltat cerneluri imprimabile pe bază de polimeri biocompatibile care pot fi aplicate direct prin microjet prin părul scurt pe un scalp ușor umezit. Cerneala se usucă apoi rapid într-o peliculă moale, extensibilă și conductoare, subțire, care se conformează perfect formei scalpului. Cerneala este disponibilă în două variante: unul pentru a forma electrozi pentru a capta semnalele EEG și celălalt pentru a forma interconexiuni foarte conductive care, de asemenea, reduc la minimum zgomotul în citiri.