En dehors des rappeurs Soundcloud et des lutteurs professionnels comme le regretté Bam Bam Bigelow, les tatouages sur la tête ne sont pas quelque chose que la plupart d’entre nous rencontrons régulièrement. Si les chercheurs de l’Université technologique de Graz en Autriche et de quelques autres laboratoires de recherche européens parviennent à leurs fins, tout pourrait être sur le point de changer. Les tatouages sur la tête pourraient devenir la norme – des tatouages sur la tête qui lisent dans les pensées et portent des électrodes. Et, comme la vieille blague sur le serveur et la mouche dans la soupe de l’homme, nous allons tous les vouloir.
Contenu
- Le studio de tatouage le plus high-tech au monde
- Un pas vers les interfaces cerveau-ordinateur
Avant d’aller plus loin, non, les tatouages ne sont pas permanents. « Nous utilisons des tatouages temporaires comme ceux pour les enfants; essentiellement le même que celui que vous utiliseriez pour transférer un dessin animé ou un dessin à des fins créatives sur votre peau »,
Francesco Gréco, professeur adjoint à l’Institut de physique du solide de l’université, a déclaré à Digital Trends. "Nous utilisons le papier [de tatouage standard] comme substrat, puis nous imprimons dessus des circuits en polymère conducteur, à l'aide d'une imprimante à jet d'encre."
Le destinataire colle une ou plusieurs de ces électrodes de tatouage adhésives sur son cuir chevelu. Les tatouages peuvent ensuite être utilisés pour enregistrer des signaux cérébraux d’électroencéphalographie (EEG) de haute qualité fraîchement sortis du cuir chevelu. Contrairement aux électrodes en gel, aucune interface liquide n’est nécessaire et les tatouages ne peuvent pas sécher. Même les poils qui poussent à travers leur membrane ultra fine ne les empêchent pas d’accomplir efficacement leur travail.
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Bien que les électrodes du tatouage ne soient pas exactement invisibles (toute personne rasée et chauve portant un petit circuit imprimé collé sur la tête a une drôle d'habitude d'être visible), ils n'interfèrent pas avec le porteur comme pourrait le faire un casque à électrodes EEG classique. Le fait qu’ils puissent être appliqués puis oubliés est l’un de leurs aspects les plus passionnants; ce qui les rend parfaitement adaptés aux mesures à plus long terme. Ils restent en place jusqu'à ce qu'ils soient frottés avec de l'eau et du savon pour les enlever.
Le studio de tatouage le plus high-tech au monde
Le laboratoire de Greco, le Laboratoire de matériaux appliqués à l'électronique imprimée et douce (LAMPSe), a développé les premières électrodes de tatouage en 2015. Le premier cas d’utilisation de ces transferts adhésifs était la mesure de la fréquence cardiaque et de l’activité musculaire. Une demi-décennie plus tard, Greco et d’autres ont optimisé la technologie afin qu’elle puisse être utilisée pour mesurer les ondes cérébrales tout aussi efficacement. Les travaux ont été menés aux côtés de chercheurs en France, à l'Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne, et en Italie par Laura Ferrari à l'Institut BioRobotics de la Scuola Superiore Sant'Anna.
" L'EEG, ou électroencéphalographie, a toujours été l'étape la plus difficile. " Esma Ismaïlova, responsable du groupe textiles bioélectroniques au département de bioélectronique de l'Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne, a déclaré à Digital Trends. « Nous avons maintenant atteint l’étape ultime où nous pouvons [gather] des ondes cérébrales de faible amplitude et de haute fréquence. Il est très [difficile] de détecter ce genre d’activité.
Il existe de multiples raisons pour lesquelles la collecte de données sur le cerveau pourrait être utile. L’un est destiné à la surveillance. Le lecteur d'électrocardiogramme (ECG) de l'Apple Watch a déjà démontré de manière convaincante pourquoi les appareils portables qui surveillent en permanence nos signes vitaux peuvent être utiles. Dans le cas de l'Apple Watch, des conditions telles que la fibrillation auriculaire, un rythme cardiaque irrégulier pouvant provoquer des accidents vasculaires cérébraux, peuvent être repéré en surveillant continuellement le rythme cardiaque des porteurs. En cas de problème, la montre intelligente peut alerter l'utilisateur afin qu'il puisse consulter un médecin.
Francesco Greco: Est-ce que c'était du tatouage-électroden ?
À l’heure actuelle, il n’existe pas de surveillance régulière des ondes cérébrales. Les troubles neurologiques comme l’épilepsie peuvent être diagnostiqués à l’aide de la technologie EEG, mais il est peu probable que les patients bénéficient d’une surveillance régulière (ou même irrégulière) des ondes cérébrales par la suite. « Dans le cas de l’épilepsie, on ne peut pas vraiment prédire une crise; vous devez être capable de surveiller le patient », a expliqué Ismailova. « Ce type d'électrode pourrait être utilisé pour surveiller le patient à domicile pour aider les cliniciens à comprendre les origines [de la maladie] et comment elle se propage. Ils peuvent l’évaluer au fil du temps.
Un pas vers les interfaces cerveau-ordinateur
Il existe également d’autres cas d’utilisation pratiques. Greco pense que cette technologie non invasive de surveillance des ondes cérébrales pourrait s'avérer une étape cruciale dans le construction d'interfaces cerveau-ordinateur.
"L'une des choses merveilleuses qui pourraient être possibles, et que nous essayons d'étudier maintenant, est de capturer des informations du cerveau [pour les utiliser dans différentes applications]", a-t-il déclaré. « Par exemple, vous pourriez capturer ces informations, les envoyer directement via une interface cerveau-ordinateur et les utiliser pour stimuler les muscles d’un patient paralysé. Chez un patient paralysé, le cerveau fonctionne parfaitement, les muscles fonctionnent parfaitement, mais la communication neuronale est perdue entre ces deux points. Nous pourrions essayer de récupérer la déconnexion au moyen d’une interface cerveau-ordinateur.
Ces cas d’utilisation n’existent dans le domaine de la science-fiction que jusqu’à ce qu’ils disparaissent soudainement.
Ensuite, il y a toutes les autres applications potentielles d’une interface cerveau-ordinateur, comme la surveillance de l’humeur ou des désirs et l’extraction des bonnes informations au bon moment. Il pourrait même être possible de combiner une électrode de tatouage de surveillance cérébrale avec des tatouages temporaires surveillant l'activité musculaire dans d'autres parties du corps comme source de données supplémentaire.
Greco pense-t-il que, au cours de notre vie, se réveiller et utiliser un capteur de tatouage portable à faible coût pourrait être aussi banal que de mettre notre montre ou de glisser notre téléphone intelligent dans notre poche? « Oui, je le pense, car il existe de nombreuses applications pratiques dans la vie quotidienne [où cela pourrait être utile] », a-t-il déclaré.
À l’heure actuelle, ce travail est encore une démonstration de validation de principe plutôt que quelque chose de prêt à être commercialisé. Le traitement des informations doit encore être effectué en câblant les électrodes à un appareil externe. Cependant, Greco souligne que d'autres groupes de recherche travaillent sur des appareils portables qui pourraient permettre de traiter ces informations sur le corps. Il pourrait également être transmis sans fil à un smartphone ou une montre intelligente.
Tout cela reste pour l’instant une spéculation. Mais, comme c’est souvent le cas pour les appareils portables modernes, ces cas d’utilisation n’existent dans le domaine de la science-fiction que jusqu’à ce qu’ils disparaissent soudainement.
Un article décrivant la recherche a été récemment publié dans la revue npj Flexible Electronics.
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