En grafen-tatovering til kontinuerligt at overvåge dine hjernebølger

Baruch "Boris" Goldstein, medstifter og administrerende formand for et firma kaldet Brain Scientific, Inc., er en håbefuld tatovør. Men forvent ikke, at han blæk dig en knudret drage eller et stammeærme. Goldsteins tatoveringer kommer med et par betingelser: De er på dit hoved, de er færdige med et blæk lavet af all-around vidundermateriale grafen, og de er i stand til at læse dine hjernebølger. Så du bliver nødt til at gå et andet sted hen efter det flammende kranie- eller sommerfugledesign, du har vejet op under lockdown.

For at være klar, så ligner Brain Scientifics nye Brain E-Tattoo ikke noget blæk, du har set før. Det er et lille plaster, omtrent på størrelse med et frimærke, der for alle formål ligner en mikrochip-wafer, der er anbragt over øret på bæreren. Mens virksomheden bruger ordet "tatovering" til at beskrive det, omtales det mere præcist som en minimalt invasiv, implanterbar, 4-kanals, mikroelektroencefalografi (EEG) med grafenelektroder til kontinuerlig hjerne overvågning. Og der er en chance for, at denne smule cyborgteknologi en dag kan hjælpe med at redde dit liv.

"Ideen er, at vi kan printe elektroder på dit hoved med grafenblæk," fortalte Goldstein til Digital Trends. "Da grafen kun er et enkelt atommateriale - nogle gange [i dette tilfælde] er det flere lag, som to eller tre - er det mere eller mindre usynligt. Det er tyndere end et menneskehår."

Når først den er udskrevet, er denne tatovering beregnet til at overvåge hjernebølgeaktivitet på en konstant basis med minimal indvirkning på en persons daglige liv. Brain E-Tattoo's grafen-baserede elektroder er (eller, når den er klar til brug i den virkelige verden, vil blive) forbundet til det førnævnte mikro-EEG, der behandler signaler fra sine sensorer og trådløst transmitterer disse data til Sky. Da Brain Scientifics A.I. værktøjer vil udføre løbende analyser og analysere ændringer, der finder sted i hjernen til at indikere alt fra forestående epileptiske anfald til neurodegenerative sygdomme som Alzheimers.

Overvågning af hjernebølger

Goldstein sagde, at virksomheden, hvis hovedfokus historisk har været på A.I., ikke havde til hensigt at komme ind i hardwarebranchen. I stedet blev den skubbet dertil, fordi den ikke kunne finde de rigtige værktøjer, der allerede var tilgængelige.

"For omkring fem eller seks år siden sagde vi," okay, smid det, vi kan ikke finde en lille nok størrelse," sagde han. "'Vi kan ikke finde noget engangs. Vi gør det selv.’ Så vi gjorde det. Vi er en data A.I. analysevirksomhed i vores kerne. Men medmindre vi har en ordentlig enhed til at måle det, vi har brug for, kan vi ikke lave dataanalyse."

Før man byggede Brain E-Tattoo, skabte Brain Scientific NeuroCap, et engangs EEG-headset med 22 elektroder og 19 aktive EEG-kanaler. Det ligner hovedbeklædningen, som amatørbrydere bruger til at beskytte deres ører og hage under kampe. De præ-gelerede, faste elektrodeplaceringer fjerner den tidskrævende opgave at skulle måle en patients hoved og derefter manuelt placere dem på EEG-elektroder. Ved at arbejde med virksomhedens NeuroEEG-forstærker-enhed hævder Brain Scientific, at det er muligt at igangsætte EEG-undersøgelser på under fem minutter, den samme tid det tager at forberede en skål med instant nudler.

Men nogle gange er det ikke helt hurtigt nok. EEG-undersøgelser er én ting, men for virkelig at indsamle nyttige longitudinelle hjernedata, har du brug for en enhed, der komfortabelt kan bæres på gaden eller i hjemmet. For-geleret eller ej, ingen ønsker at bære en elektrodebesat hjernehætte til købmanden eller på en første date på en romantisk restaurant.

Det er her Brain E-Tattoo kommer ind i billedet. Det er designet til langsigtet overvågning og uafbrudt hjernedataindsamling. Den kan gøre dette, fordi den er lille og, i det mindste sammenlignet med en hjernekappe, usynlig.

Mindre er bedre

Den digitale verden handler, i modsætning til den store tidsalder med industriteknik, der gik forud for den, om at gøre tingene mindre. Ligesom nanometerafstanden mellem transistorer på et printkort er lille godt. Lillehed er ved siden af ​​gudsfrygt. Det sene Mark Weiser, chefteknolog hos Xerox PARC, bemærkede dette så langt tilbage som i 1991, da han bemærkede, at de mest dybtgående teknologier er dem, der forsvinder. "De væver sig selv," skrev Weiser, "ind i hverdagslivet, indtil de ikke kan skelnes fra det."

Mens en mikrochip fastgjort til en persons hoved bestemt ikke er usynlig, er den meget mindre synlig end alternativerne. Det er omtrent lige så synligt som … ja, en tatovering.

Og alligevel er der masser af use-cases. Mens den oprindeligt fokuserede på at forudsige epilepsi, via elektrisk aktivitet i hovedbunden, er Brain E-Tattoo nu udvide sine mål til at spore andre neurologiske tilstande, herunder Alzheimers sygdom, slagtilfælde og Parkinsons. (Denne udvidede brug er bevist af det faktum, at produktet tidligere blev kaldt E-Epileptica, før dets horisont udvidet.) I hvert tilfælde mener Goldstein, at A.I. modeller kan bruges til at pirre hjernens karakteristiske mønstre aktivitet.

Mængden af ​​data, der kan udvindes fra et mikro-EEG, er ikke, hvad du kan få fra en fuld hjernekapsel, bare ligesom opløsningen fra et EEG ikke er den samme som den information, der kunne indsamles ved hjælp af en fMRI eller PET Scan. Men han mener, det vil være tilstrækkeligt - og løsningens portabilitet opvejer noget af manglen på detaljer.

Goldstein bemærkede også, at EEG-data heller ikke behøver at eksistere isoleret. Det kan kombineres med anden biometri og andre former for dataindsamling, for at give en ide om, ikke bare hvordan kroppen ændrer sig, men hvorfor.

"Forestil dig, at du har en kopi af din hjerne eller en kopi af din muskeladfærd for et år siden, for to år siden, fem år siden - og det kan du så integrere med A.I. databaser for at se, hvad der kan forårsage en ændring,” han sagde. "Er det vandet, du indtager? Er det medicinen? Er det maden? Er det klimaet? Samlet set tror vi på, at vi kan være en del af de Big Data, der indsamles om mennesker. Integreret med de rigtige data om mad, vand, medicin og så videre, vil vi måske endelig være i stand til at vise [hvorfor visse ændringer] sker."

Hvad der sker med disse data, vil selvfølgelig definere, om vi ser sådanne ting som gavnlige, dystopiske eller, ja, lidt af kolonne A og lidt af kolonne B. Tidligere bevidsthed om et forestående anfald eller et udviklende neurologisk problem kunne give en person mulighed for at tage tidligere proaktive foranstaltninger for at afbøde de negative virkninger. Det ville være positivt (selvom også potentielt en kilde til angst).

Et forsikringsselskab, der har adgang til disse data, kan for en rask person betyde lavere præmier. Det kan dog også betyde det modsatte - tænkeligt baseret på adfærd, der korrelerer med eller på anden måde kan vise sig at være forudsigelig for forestående sundhedsproblemer. Implikationerne af en sådan teknologi er enorme.

Et cyborg-arbejde i gang

Vi er der dog ikke lige endnu. Brain Scientific har i øjeblikket to FDA-godkendte enheder til hjerneovervågning, men dens Brain E-Tattoo er stadig et arbejde i gang. En pressemeddelelse, der annoncerer, at teknologien er fyldt - som det er tilfældet med mange lignende meddelelser om kommende teknologier - med den slags forsigtige præciseringer kan man forestille sig, at en advokat indskyder på vegne af en overeksuberant klient: ”Fremadrettede udsagn, som involverer antagelser og beskriver vores fremtidsplaner, strategier og forventninger kan generelt identificeres ved brug af ordene 'kan', 'bør', 'ville', 'vil', 'kunne', 'planlagt' 'forvente', 'forudse', 'estimere', 'tro', 'agter', 'søge' eller 'projektere' eller det negative af disse ord eller andre variationer af disse ord eller sammenlignelige terminologi."

På nuværende tidspunkt arbejder virksomheden på sikkerhedstest, bevis på sit koncept og præstationstest. Skulle alt gå efter planen, vil FDA-indsendelse snart ske.

Og så? Der er utvivlsomt noget af cyborgen over ideen om en næsten permanent grafen-tatovering, der samler en konstant strøm af sundhedsdata, tappet direkte fra din hjerne. Men dette er i sig selv ikke væsentligt forskelligt fra pacemakeren, der holder et hjerteslag, Apple Watch, der måler din træning og puls, smartphone der strukturerer meget af, hvordan vi opfatter verden, og så videre. Disse er alle cyborgiske teknologier, og vi er, uanset når vi lever, naturligt fødte cyborgs.

Brain E-Tattoo repræsenterer blot endnu et skridt i den retning. Som det er den centrale konflikt i al cyborgteknologi, er det forhåbentlig en, der i sidste ende øger menneskeheden på en positiv måde. Måske bogmærk denne side, og tjek tilbage om et årti fra nu.