Будущее диагностической медицины все ближе к киберпанку. Ученые представили технологию, которая в будущем позволит мониторить состояние мозга и тела с помощью индивидуальных временных электронных татуировок.
Технология была разработана учеными Техасского университета в Остине и других исследовательских центров и направлена на устранение ограничений традиционной электроэнцефалографии (ЭЭГ). Исследователи смогли успешно измерить активность мозга пациентов, используя специально разработанные жидкие чернила, которые неинвазивно наносятся на кожу головы, что может значительно упростить проведение ЭЭГ и других диагностических тестов.
ЭЭГ — важный инструмент для мониторинга здоровья мозга и диагностики таких заболеваний, как эпилепсия, апноэ сна или опухоли мозга. Однако этот процесс часто неудобен: установка электродов на кожу головы занимает до двух часов, требуя точной разметки. Хотя ЭЭГ-шлемы сделали процедуру проще, они все ещё требуют множества проводов, которые неудобно носить, а используемый гель для улучшения сигнала высыхает уже через несколько часов.
Новая технология позволяет избежать этих неудобств. Электронные татуировки, представляющие собой ультратонкие датчики для измерения биометрических данных с поверхности кожи, уже известны. Однако ранние версии таких датчиков требовали гладкой кожи, что ограничивало их использование. Ученые из UT Austin разработали специальные проводящие чернила, которые работают даже через волосы, что расширяет возможности применения.
Технология была протестирована на пяти добровольцах с короткими волосами. Сначала алгоритм определял оптимальные места для нанесения электродов, затем их наносили на кожу головы с помощью управляемого цифрового струйного принтера. Для сравнения также использовались традиционные электроды. Результаты показали, что электронные татуировки не уступают стандартным электродам в измерении активности мозга, при этом сохраняют стабильный сигнал до 24 часов (против шести часов у традиционных электродов).
На следующем этапе эксперимента чернила были модифицированы для создания линий, заменяющих провода обычных ЭЭГ. Это позволило уменьшить количество физически используемых проводов и снизить риск помех.
Хотя требуется больше исследований для сравнения точности этой технологии с традиционными методами, перспективы ее применения большие. Помимо улучшения ЭЭГ, такие датчики могут стать ключевыми для интерфейса мозг-компьютер, позволяя превращать мозговую активность в команды, например, для управления роботизированной конечностью с помощью мыслей.
Перед тем как технология станет доступной для широкой публики, предстоит сделать множество доработок. Например, ученые планируют интегрировать в чернила беспроводные модули передачи данных, чтобы в будущем врачи могли проводить полностью беспроводные ЭЭГ-обследования.
