Nové „e-tetovanie“ zachytáva mozgovú aktivitu cez lebku
Výskumníci predstavili nové e-tetovanie, ktoré má potenciál výrazne zjednodušiť EEG vyšetrenia a zlepšiť rozhrania mozog-počítač.
Nová štúdia publikovaná v Cell Press popisuje druh dočasného tetovania, ktorý by mohol výskumníkom uľahčiť spôsob, ako študovať mozgové vlny.
Nejde o tetovanie v pravom zmysle slova, no o špeciálny atrament, ktorý sa “vytlačí” na skalp pacienta. Vďaka tejto technológii, ktorú výskumníci predstavili 2. decembra, môžeme zlepšiť monitorovanie mozgovej aktivity, ktoré sa donedávna spoliehalo na nepraktické vybavenie. Vďaka ľahším vyšetreniam by sme mohli rýchlejšie a lepšie odhaliť rôzne neurologické problémy.
Nový systém má zároveň veľký potenciál podporiť neinvazívne rozhrania typu mozog-počítač, pri ktorých mozgová aktivita ovláda určité technologické prvky.
“Naše inovatívne riešenie v navrhovaní senzorov je biokompatibilný atrament a rýchlejší spôsob aplikácie tohto atramentu na telo. Predstavujeme si, že naša štúdia vydláždi cestu do novej sféry elektrických tetovaných senzorov, ktoré by mali široké uplatnenie v zdravotníctve a mimo neho,” tvrdí Nanshu Lu, jeden z autorov novej štúdie.
Jednoduchšie vyšetrenia
EEG vyšetrenie je dnes mimoriadne dôležité pri odhaľovaní rôznych neurologických porúch. Dokáže odhaliť rôzne typy záchvatov, mozgových nádorov, zranení mozgu alebo epilepsiu. Počas typického EEG vyšetrenia lekári odmerajú skalp pacienta a vyznačia viac ako dvanásť miest, kde musia prilepiť elektródy. Tie sú napojené na veľké zariadenie, ktoré monitoruje mozgovú aktivitu pacienta.
Kým sa nastaví EEG vyšetrenie tak prejde veľa času, čo je náročné aj pre samotného pacienta, ktorý musí niekedy na vyšetrení sedieť celé hodiny. Výskumníkom sa v rámci novej štúdie ale podarilo vytvoriť drobné senzory, ktoré sledujú telesné signály z povrchu kože. Ide o technológiu, ktorá sa prezýva aj ako “elektrické tetovania” alebo skrátene e-tetovania.
Neprehliadni
Výskumníci aplikovali e-tetovania na monitorovanie srdcovej aktivity alebo aj na monitorovanie únavy svalstva. Nejde o novú technológiu, v minulosti sa e-tetovania vytlačili na tenkú vrstvu lepivého materiálu a následne sa preniesli na kožu. Efektívne boli ale len na častiach tela bez ochlpenia.
“Dlhodobo sme mali problém navrhovať materiály, ktoré by boli kompatibilné s kožou pokrytou ochlpením alebo vlasmi. Problém sa nám podarilo vyriešiť použitím atramentu vyrobeného z vodivých polymérov. Tento atrament môže pretiecť cez vlasy a dostať sa na skalp. Keď atrament vyschne, slúži ako tenký senzorový film, ktorý zachytáva mozgovú aktivitu cez skalp pacienta,” vysvetľuje Lu.
V rámci štúdie výskumníci vytlačili elektródy e-tetovania na skalpy piatich pacientov s krátkymi vlasmi. Vedľa e-tetovaní umiestnili klasické EEG elektródy. Ukázalo sa, že e-tetovanie fungovalo porovnateľne s klasickými elektródami a dokázalo zachytávať mozgovú aktivitu s minimálnym šumom.
E-tetovania umožňujú dlhšie monitorovanie signálu
Po približne šiestich hodinách sa gél na konvenčných elektródach začal pomaly vysušovať a viac ako tretina elektród nedokázala zachytiť žiaden signál. E-tetovanie dokázalo udržať stabilný signál najmenej 24 hodín. K tomu vedci upravili formulu e-tetovania tak, aby stekalo dole k základni hlavy. To výskumníkom dovolilo nahradiť drôty používané pri štandardnom EEG teste.
K tetovaniu výskumníci pripojili kratšie drôty, ktoré posielali signál do zariadenia. V budúcnosti ale plánujú implantovať bezdrôtové vysielače priamo do e-tetovaní. Tým by dosiahli plne bezdrôtové EEG vyšetrenie. Veria, že vďaka ich práci sa zlepší priebeh EEG vyšetrení a výrazne sa zvýši pohodlie pacientov.
E-tetovania majú zároveň veľký potenciál zlepšiť rozhrania mozog-počítač. Ide o technológiu, ktorá sleduje určitú mozgovú aktivitu, napríklad tú spojenú s rečou, na ovládanie počítačovej funkcie. V súčasnosti tieto rozhrania potrebujú veľké externé zariadenia, ktoré sa ťažko používajú. E-tetovania by ale mohli nahradiť tieto zariadenia a sprístupniť túto technológiu pacientom, ktorí ju potrebujú. Autori štúdie vo svojej práci pokračujú aj naďalej a budú hľadať spôsoby, ako svoje e-tetovanie ešte viac vylepšiť.
Komentáre