Los tatuajes temporales para leer el cerebro son el futuro de los dispositivos portátiles

Fuera de Soundcloud, raperos y luchadores profesionales como el fallecido Bam Bam BigelowSin embargo, los tatuajes en la cabeza no son algo que la mayoría de nosotros nos encontremos con regularidad. Si los investigadores de la Universidad Tecnológica de Graz en Austria y un par de otros laboratorios de investigación europeos se salen con la suya, todo eso podría estar a punto de cambiar. Los tatuajes en la cabeza pueden convertirse en la norma: tatuajes en la cabeza que leen la mente y llevan electrodos. Y, como el viejo chiste sobre el camarero y la mosca en la sopa del hombre, todos los vamos a querer.

Contenido

  • El estudio de tatuajes con más tecnología del mundo
  • Un paso hacia las interfaces cerebro-computadora

Antes de continuar, no, los tatuajes no son permanentes. “Usamos tatuajes temporales como los de los niños; Esencialmente lo mismo que usarías para transferir una caricatura o un dibujo con fines creativos a tu piel”. francesco greco, dijo a Digital Trends el profesor asistente en el Instituto de Física del Estado Sólido de la universidad. "Utilizamos el papel [estándar para tatuajes] como sustrato y luego imprimimos encima circuitos hechos de polímero conductor, utilizando una impresora de inyección de tinta".

Para medir la actividad cerebral, los finos electrodos del tatuaje deben aplicarse en la cabeza, al igual que los tatuajes temporales, que son especialmente populares entre los niños.
Greco/TU Graz

El destinatario pega uno o más de estos electrodos adhesivos para tatuajes en el cuero cabelludo. Luego, los tatuajes se pueden usar para registrar señales cerebrales de electroencefalografía (EEG) de alta calidad recién obtenidas del cuero cabelludo. A diferencia de los electrodos de gel, no se necesita una interfaz líquida y los tatuajes no pueden secarse. Incluso los pelos que crecen a través de su membrana ultrafina no les impiden realizar su trabajo de forma eficaz.

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Si bien los electrodos del tatuaje no son exactamente invisibles (cualquier persona afeitada y luciendo una pequeña placa de circuito pegada a su cabeza tiene (una curiosa costumbre de llamar la atención), no interfieren con el usuario como lo harían unos auriculares con electrodos de EEG convencionales. El hecho de que puedan aplicarse y luego olvidarse es uno de sus aspectos más interesantes; haciéndolos perfectamente adecuados para mediciones a largo plazo. Permanecen puestas hasta que se frotan con agua y jabón para eliminarlas.

El estudio de tatuajes con más tecnología del mundo

El laboratorio de Greco, el Laboratorio de Materiales Aplicados para Electrónica Impresa y Blanda (LAMPSe), desarrolló los primeros electrodos para tatuajes en 2015. El primer caso de uso de estas transferencias adhesivas fue medir la frecuencia cardíaca y la actividad muscular. Media década después, Greco y otros han optimizado la tecnología para que pueda usarse para medir las ondas cerebrales con la misma eficacia. El trabajo se llevó a cabo junto con investigadores de Francia, en la Ecole Nationale Supérieure des Mines. de Saint-Étienne, y en Italia por Laura Ferrari en el Instituto de BioRobótica de la Scuola Superiore Sant'Anna.

Los investigadores de la TU Graz presentan electrodos para tatuajes de la impresora, que son especialmente atractivos para el diagnóstico médico a largo plazo.
Martillo de pulmón - TU Graz

"El EEG, o electroencefalografía, siempre fue el paso más desafiante", Esma Ismailova, dijo a Digital Trends el líder del grupo de textiles bioelectrónicos en el departamento de bioelectrónica de la Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne. “Ahora hemos llegado al último paso en el que podemos [reunir] ondas cerebrales de baja amplitud y alta frecuencia. Es muy [difícil] detectar este tipo de actividad”.

Existen múltiples razones por las que la recopilación de datos cerebrales podría resultar útil. Uno es para seguimiento. El lector de electrocardiograma (ECG) que se encuentra en el Apple Watch ya ha demostrado de manera convincente por qué los dispositivos portátiles que monitorean constantemente nuestros signos vitales pueden ser útiles. En el caso del Apple Watch, condiciones como la fibrilación auricular, un ritmo cardíaco irregular que puede provocar accidentes cerebrovasculares, pueden ser detectado al monitorear continuamente los latidos del corazón de los usuarios. Si algo sale mal, el reloj inteligente puede alertar al usuario para que busque ayuda médica.

Francesco Greco: ¿Era sind Tattoo-Elektroden?

En la actualidad, no existe el control regular de las ondas cerebrales. Las afecciones neurológicas como la epilepsia pueden diagnosticarse mediante tecnología EEG, pero es poco probable que los pacientes tengan un seguimiento regular (o incluso irregular) de las ondas cerebrales después. “En el caso de la epilepsia, realmente no se puede predecir una crisis; es necesario poder controlar al paciente”, explicó Ismailova. “Este tipo de electrodo podría ser Se utiliza para monitorear al paciente en casa. ayudar a los médicos a comprender los orígenes [de la enfermedad] y cómo se propaga. Pueden evaluarlo con el tiempo”.

Un paso hacia las interfaces cerebro-computadora

También existen otros casos de uso práctico. Greco cree que esta tecnología no invasiva de monitoreo de ondas cerebrales podría resultar un paso crucial en el construcción de interfaces cerebro-computadora.

"Una de las cosas maravillosas que podrían ser posibles, y que estamos tratando de estudiar ahora, es capturar información del cerebro [para usarla en diferentes aplicaciones]", dijo. “Por ejemplo, se podría capturar esta información, enviarla directamente a través de una interfaz cerebro-computadora y utilizarla para estimular los músculos de un paciente paralizado. En un paciente paralizado, el cerebro funciona perfectamente, los músculos funcionan perfectamente, pero la comunicación neuronal se pierde entre estos dos puntos. Podríamos intentar recuperar la desconexión mediante una interfaz cerebro-computadora”.

Estos casos de uso existen en el ámbito de la ciencia ficción sólo hasta que de repente dejan de existir.

Luego están todas las demás aplicaciones potenciales de una interfaz cerebro-computadora, como monitorear el estado de ánimo o los deseos y obtener la información correcta en el momento correcto. Incluso puede ser posible combinar un electrodo de tatuaje para monitorear el cerebro con tatuajes temporales que monitoreen la actividad muscular en otras partes del cuerpo como fuente adicional de datos.

¿Cree Greco que, durante nuestras vidas, despertarnos y ponernos un sensor de tatuaje portátil de bajo costo podría ser tan común como ponernos el reloj o deslizarnos el reloj? teléfono inteligente en nuestro bolsillo? "Sí, creo que sí, porque hay muchas aplicaciones prácticas en la vida diaria [donde esto podría ser útil]", dijo.

La fiabilidad y precisión de los electrodos para tatuajes se han probado con éxito en condiciones clínicas reales.
Greco/TU Graz

En la actualidad, este trabajo sigue siendo una demostración de prueba de concepto y no algo listo para ser comercializado. El procesamiento de la información aún debe realizarse cableando los electrodos a un dispositivo externo. Sin embargo, Greco señala que otros grupos de investigación están trabajando en dispositivos portátiles que podrían permitir procesar esta información en el cuerpo. Potencialmente, también podría transmitirse de forma inalámbrica a un teléfono inteligente o un reloj inteligente.

Todo esto sigue siendo especulación por ahora. Pero, como ocurre con muchas cosas de los wearables modernos, estos casos de uso existen en el ámbito de la ciencia ficción sólo hasta que de repente dejan de existir.

Un artículo que describe la investigación fue publicado recientemente en la revista npj Flexible Electronics.

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