Исследователи разработали ультра-легкие электроды татуировки, которые едва заметны на коже и сделать долгосрочные измерения активности мозга дешевле и проще.
В 2015 году Франческо Греко, заведующий лабораторией прикладных материалов для печатных и мягкой электроники (LAMPSe) в Институте физики твердого тела в Университете Граца технологии, разработаны так называемые «татуировки электроды» совместно с итальянскими учеными. Эти электропроводящие полимеры, которые напечатаны с помощью струйного принтера на стандартных татуировки бумаге, а потом и прилипла к коже, как передает для измерения сердечного или мышечной активности.
Этот тип электродов, оптимизированный в 2018 году, открыла совершенно новые пути в электрофизиологических исследований, таких как электрокардиография (ЭКГ) и электромиографии (ЭМГ). Благодаря толщине от 700 до 800 нанометров-это примерно в 100 раз тоньше, чем человеческий волос … татуировки адаптироваться к неровной кожи и практически незаметны на теле. Кроме того, «тату» сухие электроды; в отличие от электродов гелем, они работают без жидкости и не может иссякнуть. Они отлично подходят для длительных измерений. Даже волоски, растущие через татуировки не мешают записи сигнала.
Новое поколение электродов татуировки
Опираясь на это новаторское достижение, греко, вместе с Эсма Исмаилова (отдел биоэлектроники, Высшей Национальной школе де мин де Сент-Этьен, Франция) и Лаура Феррари (в BioRobotics Institute, в Скуола Супериоре Сант-Анна, Италия), уже достигнута еще одна веха в измерении биоэлектрических сигналов: группа изменила татуировку электродов таким образом, что они также могут быть использованы в электроэнцефалография (ЭЭГ) — т. е. для измерения мозговой активности.
Для этого ученые использовали тот же подход, что в 2018 году, т. е. струйной печати из проводящего полимера на бумагу татуировки. Состав и толщина бумага и полимерные были оптимизированы, чтобы добиться еще лучшего соединения между татуировки электродом и кожей и для записи ЭЭГ-сигналов с максимальным качеством, потому что: «мозговые волны в низкочастотном диапазоне ЭЭГ сигналы имеют очень низкую амплитуду. Они гораздо сложнее в высоком качестве, чем ЭМГ и ЭКГ сигналов», — объясняет Лаура Феррари, который работал над этим проектом в течение кандидатскую и сейчас научный сотрудник постдок во Франции.
Тесты в реальных клинических условиях показали, что измерения ЭЭГ с оптимизированным татуировки является столь успешным, как с обычных электродов ЭЭГ. «Из-за струйной печати и имеющиеся в продаже субстраты, однако, наши татуировки намного дешевле, чем нынешние электроды ЭЭГ, а также предлагают больше преимуществ с точки зрения удобства ношения и длительных измерений при прямом сравнении», — говорит греко.
Впервые Мэг-совместимый сухие электроды
Новые электроды татуировки являются очень сухая тип электрода, который предназначен для длительных измерений ЭЭГ и в то же время совместим с магнито-энцефалографии (Мэг). Мэг хорошо зарекомендовавшая себя методика для мониторинга активности головного мозга, на которые до сих пор только так называемые «мокрые электроды» может быть использован. Такие электроды работают на основе электролита, гель или затир электрода, и, таким образом, быстро просыхают и не подходят для длительных измерений. Новое поколение электродов татуировки состоит исключительно из проводящих полимеров, т. е. он не содержит никаких металлов, который может быть проблематичным для экзаменов Мэг, и печатается исключительно на струйных. «С нашим методом, мы производим совершенный Мэг-совместимый электрода при одновременном снижении затрат и времени производства», — говорит греко счастливо. Исследователь ту Грац в настоящее время крутятся идеи о том, как эта технология может использоваться в клиниках и в нейроинженерии, а также в области компьютерных интерфейсов мозг.
История Источник:
Материалы , предоставляемые Грац технологический университет. Оригинал написал Кристоф Pelzl. Примечание: материалы могут быть отредактированы для стиля и длины.