E-tetovanie na pokožke hlavy umožní monitorovanie mozgu na cestách
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 17. 12. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Elektroencefalografia (EEG) môže poskytnúť množstvo informácií o elektrickej aktivite mozgu jednotlivca, ktorý však musí nosiť neohrabanú lebečnú čiapku plnú elektród. Takéto čiapky by však čoskoro mohli byť nahradené elektronickým tetovaním na pokožke hlavy vytlačeným atramentovou tlačiarňou.
EEG sa okrem iného často využíva na monitorovanie a diagnostiku rôznych poranení mozgu a mozgových porúch, ako je napríklad epilepsia. Používa sa aj na posúdenie problémov so spánkom, a dokonca umožňuje ochrnutým osobám ovládať počítače alebo iné zariadenia pomocou ich myšlienok.
Bežne musia ľudia, ktorí absolvujú EEG, nosiť lebečnú čiapku vybavenú pevne pripojeným súborom elektród. Každá z týchto elektród má na spodnej strane kvapku vodivého gélu, ktorý umožňuje čítať elektrické signály mozgu cez vlasy a pokožku pacienta. Tieto čiapky by však boli pre človeka, ktorý by ich nosil počas dňa pri svojich bežných činnostiach, dosť nepraktické a vyzerali by smiešne. Gél by tiež vysychal, čo by malo za následok nedostatočné odčítanie údajov.
V dôsledku toho sa EEG zvyčajne vykonáva počas relatívne krátkych časových úsekov v nemocniciach alebo na klinikách, pričom pacient zostáva po celý čas sedieť alebo ležať. To znamená, že zaznamenané údaje nemusia odrážať, ako sa mozgová aktivita človeka mení v priebehu dní alebo dokonca týždňov, keď robí veci, ktoré zvyčajne robí.
Mobilnejšia alternatíva k EEG čiapkam, na ktorej sa pracuje už viac ako desať rokov, spočíva v nahradení elektród dočasnými elektronickými tetovaniami na pokožku hlavy zloženými z vodivého atramentu. Jeden z problémov tohto prístupu spočíva v tom, že takéto „e-tetovanie“ funguje len na úplne neochlpenej pokožke. Aj keby sa elektronické tetovanie aplikovalo na oholenú pokožku, stalo by sa neúčinným, keď by vlasy opäť dorástli.
Tu prichádzajú na rad nové e-tetovania. Vyvíjajú ich vedci z Texaskej univerzity v Austine a Kalifornskej univerzity v Los Angeles. Proces e-tetovania sa začína 3D skenovaním hlavy pacienta. Na základe týchto údajov o tvare hlavy počítačový algoritmus určí optimálne umiestnenie elektronického tetovania na konkrétnej osobe. Tieto tetovania sa potom rýchlo aplikujú pomocou 5-osového mikrotlačiarenského robota.
Dôležité je, že tlačová tryska robota sa v skutočnosti nedotýka pokožky pacienta. Namiesto toho vystreľuje vodivý atrament takou rýchlosťou, že prechádza cez vlasy a na pokožku. Tam vytvorí pružný, elastický a priedušný film, ktorý nie je ovplyvnený vlasmi rastúcimi okolo neho.
Každé elektronické tetovanie obsahuje samotnú elektródu aj „drôt“ - zložený z iného typu atramentu - vedúci od nej po zadnej strane krku pacienta. Tam je základňa každého vytetovaného drôtu pripojená k skutočnému drôtu, ktorý je zasa pripojený k malému nositeľnému komerčnému záznamníku EEG.
„Svätým grálom pre EEG je senzor, ktorý môžu pacienti nosiť dlhodobo, mimo klinického prostredia a bez potreby neustálej údržby,“ hovorí profesor Nanshu Lu, jeden z vedúcich projektu. „To, čo sme vyvinuli, otvára dvere pre mobilnejšie snímanie EEG.“
Tento proces v súčasnosti funguje len na pokožke hlavy s pomerne krátkymi vlasmi, preto vedci pracujú na robotickom systéme, ktorý bude v skutočnosti prečesávať dlhšie vlasy a odťahovať ich nabok, aby sa tlačiareň mohla dostať k pokožke pod nimi. Pracujú aj na tom, aby bol atrament odolnejší voči treniu, pretože v súčasnosti sa pomerne ľahko odiera.
Článok o štúdii bol nedávno uverejnený v magazíne Cell Biomaterials. Proces elektronického tetovania je demonštrovaný vo videu, ktoré si môžete pozrieť na začiatku článku alebo priamo TU.
