حسگرهای جدید تتوی الکترونیکی چاپ‌شده روی پوست با EEG سنتی برای خواندن مغز مطابقت دارند
آزمایش‌های استاندارد الکتروانسفالوگرافی (EEG) فرآیندی دشوار هستند. بیماران برای چند ساعت باید بی‌حرکت بنشینند، در حالی که سر آن‌ها با سیم‌ها و الکترودهای چسبنده پوشیده شده است.
اما اکنون، دانشمندان با تکنولوژی جدیدی به نام "تتوهای الکترونیکی" در رصد فعالیت‌های مغزی پیشرفت کرده‌اند.
در توسعه‌ای بی‌سابقه، محققان جوهر مایعی ساخته‌اند که می‌توان آن را روی پوست سر بیمار چاپ کرد تا فعالیت‌های مغزی را به صورت زنده رصد کند.
این تکنیک می‌تواند برای نظارت بر امواج مغزی و تشخیص نورولوژیک استفاده شود. علاوه بر این، شاید راه را برای توسعه رابط‌های پیشرفته‌تری بین مغز و کامپیوتر هموار کند.
ننشو لو، یکی از نویسندگان مشترک این مقاله در دانشگاه تگزاس در آستین، گفت: «نوآوری‌های ما در طراحی حسگر، جوهر زیست‌سازگار و چاپ با سرعت بالا راه را برای تولید حسگرهای تتوی الکترونیکی روی بدن در آینده هموار کرده‌اند، که کاربردهای گسترده‌ای هم در محیط‌های بالینی و هم فراتر از آن دارند.»
جوهر مایع برای تتوهای الکترونیکی
EEG به‌طور گسترده‌ای برای تشخیص شرایط نورولوژیکی مانند تشنج، تومورهای مغزی و صرع استفاده می‌شود. با این حال، آزمایش‌های سنتی EEG وقت‌گیر و ناراحت‌کننده هستند.
این فرآیند شامل قرار دادن تعداد زیادی الکترود روی پوست سر با استفاده از خط‌کش‌ها و مدادها است. علاوه بر این، این الکترودها سپس توسط سیم‌های بلند به دستگاه متصل می‌شوند که حرکت بیمار را محدود می‌کند.
بنابراین، تتوهای الکترونیکی می‌توانند به عنوان یک جایگزین بالقوه استفاده شوند.
تتوهای الکترونیکی حسگرهای کوچکی هستند که به پوست می‌چسبند. این‌ها می‌توانند برای تشخیص طیفی از عملکردهای بدنی مورد استفاده قرار گیرند، شامل ضربان قلب، فعالیت عضلانی و دمای پوست.
محققان جوهر مایع جدیدی از پلیمرهای هدایت‌کننده توسعه داده‌اند. جالب است که این جوهر می‌تواند به مو نفوذ کرده و به پوست سر چسبیده و حسگری نازک را تشکیل دهد که قادر به تشخیص فعالیت مغزی است.
در این مطالعه، الگوریتم کامپیوتری برای طراحی محل قرارگیری الکترودهای EEG روی پوست سر استفاده شد. سپس چاپگر جوهر افشان دیجیتال یک لایه نازک از جوهر مایع را به این نقاط اعمال کرد و تتوهای الکترونیکی را ایجاد کرد. این فرآیند سریع، بدون تماس و بدون درد است.
نویددهنده در آزمون‌ها
پنج شرکت‌کننده با موی کوتاه برای آزمون تتوهای الکترونیکی استخدام شدند. برای هر شرکت‌کننده، هم تتوهای الکترونیکی و هم الکترودهای سنتی EEG به پوست سر اعمال شدند.
تتوهای الکترونیکی به اندازه الکترودهای سنتی در تشخیص امواج مغزی موفق بودند. علاوه بر این، این تکنیک در فرآیند بسیار آرام بود.
در حالی که الکترودهای سنتی پس از تنها شش ساعت شروع به ناپایداری کردند، تتوهای الکترونیکی به مدت یک روز کامل به کار خود ادامه دادند.
طبق اطلاعیه مطبوعاتی، تتوهای الکترونیکی جدید مبتنی بر جوهر مایع تا ۲۴ ساعت اتصال پایداری را حفظ کردند.
محققان فرمول جوهر را برای ایجاد خطوط هادی که می‌توانند روی پوست سر چاپ شوند، اصلاح کردند. این خطوط که به الکترودهای تتوی الکترونیکی متصل هستند به عنوان جایگزین سیم‌های سنتی در آزمایش‌های EEG عمل می‌کنند.
علاوه بر این، تتوهای الکترونیکی با استفاده از سیم‌های کوتاه به دستگاه کوچکی متصل شدند تا داده‌های امواج مغزی را انتقال دهند. تیم در تلاش است تا تکنولوژی را با ادغام فرستنده‌های بی‌سیم در تتوهای الکترونیکی بیشتر توسعه دهد، امکان نظارت بی‌سیم کامل EEG را فراهم کند.
«مطالعه ما می‌توانند به طور پتانسیل روشی که دستگاه‌های رابط غیرتهاجمی مغز-کامپیوتر طراحی می‌شوند را متحول کند»، خوزه میلین، نویسنده مشترک از دانشگاه تگزاس در آستین گفت. «تتوهای الکترونیکی پتانسیل جایگزینی دستگاه‌های خارجی و چاپ مستقیم الکترونیک بر روی سر بیمار را دارند، تبدیل کردن فناوری رابط مغز-کامپیوتر به چیزی قابل دسترس‌تر». یافته‌ها در مجله Cell Biomaterials منتشر شدند.
