Как новые электронные татуировки изменят подход к исследованию активности мозга

Запечатлеть процессы, происходящие в человеческом мозге, — задача сложная в первую очередь из-за защиты в виде черепа. На протяжении долгого времени учёные пытались найти методы мониторинга мозговой активности с использованием электродов. Однако совсем недавно команда исследователей из Техасского университета в Остине сделала значительный шаг вперёд. Они предлагают инновационный способ — использование биосовместимых жидких чернил для нанесения временных датчиков прямо на кожу головы. Исследование было опубликовано в журнале Cell Biomaterials.

На данный момент основным методом анализа мозговой активности является электроэнцефалография (ЭЭГ), при которой электроды прикрепляются к коже головы и соединяются проводами с специальным оборудованием. Сначала специалист определяет нужные места, а затем пациент должен оставаться неподвижным в течение нескольких часов. В ответ на эту проблему учёные разработали уникальные электронные татуировки — жидкие чернила из проводящих полимеров, которые без труда проникают в кожу через волосы. После высыхания эти чернила функционируют как эффективные биологические датчики. Ранее созданные «татуировки» наклеивались на кожу с использованием тонкого слоя клея, что требовало предварительного бритья головы.

Эти датчики могут измерять различные показания организма, такие как частота сердечных сокращений и кровяное давление. Разработчики уверены, что их изобретение найдет применение в клинической практике и за её пределами. В рамках испытаний исследователи напечатали электроды на коже головы пяти добровольцев с использованием 3D-принтера. Этот процесс оказался быстрым, безболезненным и экономически выгодным. Сравнение интеллектуальных татуировок с обычными электродами показало схожую эффективность, а также продленный срок работы: в отличие от гелей, использующихся для стандартных электродов, которые высыхают всего через несколько часов, электронные татуировки оставались стабильными как минимум 24 часа.

Кроме того, особенность этой технологии заключается в возможности наносить «провода», соединяющие электроды с основанием черепа. Это обеспечит возможность подключения электродов к устройствам для сбора данных с помощью коротких физических проводников. В будущем предполагается, что весь процесс станет полностью беспроводным, изменив состав чернил. Это создает предпосылки для масштабного применения разработки, включая технологии нейрокомпьютерного интерфейса.