Уявіть собі електронне татуювання, яке друкується безпосередньо на шкірі голови й здатне безконтактно зчитувати активність вашого мозку протягом понад 24 годин. Звучить як фантастика? Насправді це вже реальність. Новаторська розробка вчених із Техаського університету в Остіні та Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі відкриває нові горизонти в нейронауці, медицині та інтерфейсах “мозок-комп’ютер”.
Проєкт, опублікований у журналі Cell Biomaterials1, описує створення ультратонкого електронного татуювання, яке друкується безпосередньо на шкіру голови людини навіть поверх волосся. Воно забезпечує стабільне зчитування електроенцефалографічних (ЕЕГ) даних без незручних гелевих електродів і дротів. Тепер вимірювати активність мозку стане простіше, комфортніше та швидше.
Як працює нове е-татуювання?
Вчені розробили спеціальну біосумісну фарбу, яка висихає на шкірі всього за 12 хвилин. Цей процес не потребує жодних голок чи контактного обладнання — татуювання наноситься за допомогою мікроструменевого принтера. Спершу проводиться 3D-сканування голови пацієнта за допомогою мобільного додатка ScandyPro на базі iPhone, встановленого на роботизовану руку. Потім за допомогою програмного забезпечення MeshEEG визначаються точні координати для нанесення електродів.
«Наш метод дозволяє створювати е-татуювання безпосередньо на людській шкірі, не зважаючи на наявність волосся», — пояснюють автори дослідження. «Ці татуювання є електропровідними, майже непомітними й здатними забезпечити високу точність ЕЕГ-моніторингу протягом тривалого часу».
На відміну від традиційних методів, що передбачають використання гелевих електродів, які швидко висихають і можуть подразнювати шкіру, нова технологія дозволяє уникнути цих проблем. Дослідження показало, що надруковані електроди не лише забезпечують аналогічну якість запису, а й мають значно довший термін використання — понад 6 годин.
Що таке електроенцефалографія та навіщо вона потрібна?
Електроенцефалографія (ЕЕГ) — це метод зчитування електричних сигналів мозку через електроди, прикріплені до шкіри голови. Вона використовується для діагностики різноманітних неврологічних розладів, таких як епілепсія, інсульт, хвороба Альцгеймера, паркінсонізм та інші захворювання мозку. Лікарі також використовують ЕЕГ для моніторингу стану пацієнта під час хірургічних втручань.
Ринок ЕЕГ-пристроїв стрімко зростає. У 2023 році його обсяг оцінювався в 1,2 мільярда доларів США, а до 2030 року прогнозується зростання до 2,39 мільярда. Однак традиційні системи мають багато недоліків: вони складні в установці, вимагають спеціальних навичок і не завжди забезпечують комфорт пацієнтам.
Нові ж е-татуювання здатні змінити цю ситуацію. Процес їх нанесення займає менше 15 хвилин, а зняття — всього кілька секунд за допомогою мила або спирту. Ба більше, вони набагато зручніші, адже не потребують важких шоломів, гелів чи кабелів.
Команда дослідників підкреслює, що потенціал цієї технології виходить далеко за межі зчитування активності мозку. Е-татуювання можна використовувати для:
- Моніторингу серцевої діяльності (ЕКГ);
- Стимуляції нервів і м’язів;
- Допомоги в загоєнні ран і регенерації тканин;
- Реабілітації пацієнтів після травм;
- Покращення спортивних результатів.
Одним із найперспективніших напрямків є інтеграція е-татуювань у системи “людина-машина” для керування пристроями силою думки. Це відкриває нові можливості для людей із обмеженими фізичними можливостями, дозволяючи їм управляти протезами або комп’ютерами лише за допомогою мозкових імпульсів.
Однією з найбільших проблем у створенні інтерфейсів “мозок-комп’ютер” було забезпечення стабільного та тривалого зчитування сигналів. Традиційні методи часто вимагали постійного оновлення обладнання та викликали дискомфорт у користувачів.
Розробники е-татуювань стверджують, що їхній винахід вирішує цю проблему. Нова технологія забезпечує не лише довговічність електродів, а й комфорт для користувача. Завдяки цьому вона має потенціал стати стандартом у майбутніх розробках нейроінтерфейсів.
«Це новий розділ у розвитку нейротехнологій, який наголошує на кастомізації, точності та підвищенні комфорту пацієнтів», — підсумували автори дослідження.
Час, коли можна буде керувати пристроями силою думки, стає дедалі ближчим. І все це — завдяки маленькому електронному татуюванню, що відкриває великі можливості.
За матеріалами psychologytoday.com
