نوار مغزی با خالکوبی حسگرها روی سر!

حسگرهای جدید الکترونیکی قابل خالکوبی روی پوست سر می‌توانند برای خوانش فعالیت مغز و دریافت نوار مغزی استفاده شوند.

کد خبر: ۱۲۷۵۶۹۳

تاریخ: ۱۳ آذر ۱۴۰۳ - ۱۸:۳۶

به گزارش «تابناک» به نقل از ایسنا، خالکوبی الکترونیکی می‌تواند برای نظارت بر امواج مغزی و تشخیص فعالیت‌های عصبی استفاده شود.

آی‌ای اعلام کرد، تست‌های استاندارد الکتروانسفالوگرافی(EEG) یا همان «نوار مغزی» فرآیندی دشوار است. بیماران باید ساعت‌ها بی‌حرکت بنشینند و سر خود را با سیم و الکترودهای چسبنده پوشانده باشند.

اما اکنون دانشمندان نظارت بر فعالیت مغز را با فناوری جدیدی به نام «تتوهای الکترونیکی» توسعه داده‌اند.

محققان در اولین پیشرفت در نوع خود، جوهر مایعی را توسعه داده‌اند که می‌تواند روی پوست سر بیمار چاپ شود تا فعالیت مغز را در لحظه و به صورت زنده کنترل کند.

این تکنیک را می‌توان برای نظارت بر امواج مغزی و تشخیص عصبی استفاده کرد. علاوه بر این، می‌تواند راه را برای رابط‌های مغز و رایانه پیشرفته‌تر هموار کند.

نانشو لو(Nanshu Lu) از پژوهشگران این مطالعه از دانشگاه تگزاس در آستین می‌گوید: نوآوری‌های ما در طراحی حسگر، جوهر زیست‌سازگار و چاپ با سرعت بالا، راه را برای تولید حسگرهای الکترونیکی قابل خالکوبی روی بدن در آینده با کاربردهای گسترده در محیط‌های بالینی و فراتر از آن هموار می‌کند.

جوهر مایع برای تتوهای الکترونیکی

نوار مغزی به طور گسترده برای تشخیص بیماری‌های عصبی مانند تشنج، تومورهای مغزی و صرع استفاده می‌شود. با این حال، زمان‌بر و آزاردهنده است.

گرفتن نوار مغزی شامل قرار دادن الکترودهای متعدد روی پوست سر با استفاده از خط‌کش و مداد است. علاوه بر این، این الکترودها سپس از طریق سیم‌های بلند به دستگاه متصل می‌شوند و حرکت بیمار را محدود می‌کنند.

بنابراین، خالکوبی الکترونیکی می‌تواند به عنوان یک جایگزین بالقوه مفید باشد.

این تتوهای الکترونیکی «حسگرهای کوچکی» هستند که به پوست می‌چسبند و از آنها می‌توان برای تشخیص انواع عملکردهای بدن مانند ضربان قلب، فعالیت ماهیچه‌ای و دمای پوست استفاده کرد.

محققان جوهر مایع جدیدی ساخته‌اند که از پلیمرهای رسانا ساخته شده است. جالب اینجاست که این جوهر می‌تواند به مو نفوذ کند و به پوست سر بچسبد و حسگرِ لایه نازکی را تشکیل دهد که می‌تواند فعالیت مغز را تشخیص دهد.

در این مطالعه از یک الگوریتم رایانه‌ای برای طراحی قرار دادن الکترود EEG روی پوست سر استفاده شد. سپس یک چاپگر جوهر افشان دیجیتال یک لایه نازک از جوهر مایع را روی این نقاط اعمال کرد و تتوهای الکترونیکی را ایجاد کرد. این فرآیند سریع، بدون تماس و بدون درد است.

امیدوارکننده در آزمایش‌ها

پنج شرکت‌کننده با موهای کوتاه برای آزمایش این خالکوبی‌های الکترونیکی انتخاب شدند و برای هر شرکت‌کننده هم از الکترودهای سنتی و هم خالکوبی الکترونیکی استفاده شد.

در نهایت ثابت شد که خالکوبی‌های الکترونیکی به اندازه الکترودهای سنتی در تشخیص امواج مغزی خوب عمل می‌کنند. علاوه بر این، این تکنیک در این فرآیند بسیار کم‌تهاجمی و بی‌آزار بود.

در حالی که الکترودهای سنتی تنها پس از ۶ ساعت شروع به از کار افتادن کردند، خالکوبی‌های الکترونیکی برای یک روز کامل به کار خود ادامه دادند.

طبق بیانیه مطبوعاتی، تتوهای الکترونیکی جدید مبتنی بر جوهر مایع تا ۲۴ ساعت یک اتصال پایدار را حفظ می‌کنند.

محققان فرمول ساخت این جوهر را برای ایجاد خطوط رسانایی که می‌توان روی پوست سر چاپ کرد، اصلاح کردند. این خطوط که به الکترودهای خالکوبی الکترونیکی متصل می‌شوند، به عنوان جایگزینی برای سیم‌های سنتی مورد استفاده در نوار مغزی سنتی عمل می‌کنند.

علاوه بر این، خالکوبی‌های الکترونیکی با استفاده از سیم‌های کوتاه برای انتقال داده‌های امواج مغزی به یک دستگاه کوچک متصل شدند. هدف این تیم توسعه بیشتر فناوری با ادغام فرستنده‌های بی‌سیم در خالکوبی‌های الکترونیکی است که امکان نظارت بر امواج مغز به صورت کاملاً بی‌سیم را فراهم می‌کند.

خوزه میلان(José Millán) نویسنده همکار این مطالعه از دانشگاه تگزاس در آستین گفت: مطالعه ما به طور بالقوه می‌تواند روش طراحی دستگاه‌های رابط غیرتهاجمی مغز و رایانه را متحول کند.

وی افزود: تتوهای الکترونیکی این پتانسیل را دارند که جایگزین دستگاه خارجی شوند و لوازم الکترونیکی را مستقیماً روی سر بیمار چاپ کنند و فناوری رابط مغز و رایانه را در دسترس‌تر کنند.

این یافته‌ها در مجله Cell Biomaterials منتشر شده است.