Een grafeen-tatoeage om je hersengolven continu te monitoren

Baruch ‘Boris’ Goldstein, de mede-oprichter en uitvoerend voorzitter van een bedrijf, belde Brain Scientific, Inc., is een aspirant-tatoeëerder. Maar verwacht niet dat hij je een knoestige draak of een tribale mouw zal geven. Aan de tatoeages van Goldstein zijn een paar voorwaarden verbonden: ze worden op je hoofd gezet, ze zijn gemaakt met inkt gemaakt van allround wondermateriaal grafeen, en ze kunnen je hersengolven lezen. Je zult dus ergens anders heen moeten voor dat vlammende schedel- of vlinderontwerp waar je tijdens de lockdown over hebt nagedacht.

Voor alle duidelijkheid: de nieuwe Brain E-Tattoo van Brain Scientific lijkt in niets op enig stukje inkt dat je eerder hebt gezien. Het is een klein plekje, ongeveer zo groot als een postzegel, dat er in alle opzichten uitziet als een microchip-wafeltje dat boven het oor van de drager is aangebracht. Hoewel het bedrijf het woord 'tatoeage' gebruikt om het te beschrijven, wordt het nauwkeuriger een minimaal invasieve, implanteerbare, 4-kanaals, micro-elektro-encefalografie (EEG) met grafeenelektroden voor continue hersenen toezicht houden. En er is een kans dat dit stukje cyborgtechnologie ooit je leven kan helpen redden.

“Het idee is dat we elektroden op je hoofd kunnen printen met grafeeninkt”, vertelde Goldstein aan Digital Trends. “Aangezien grafeen slechts één atoommateriaal is – soms [in dit geval] meerdere lagen, zoals twee of drie – is het min of meer onzichtbaar. Het is dunner dan een mensenhaar.”

Eenmaal afgedrukt, is deze tatoeage bedoeld om de hersengolfactiviteit voortdurend te monitoren, met minimale impact op iemands dagelijks leven. De op grafeen gebaseerde elektroden van de Brain E-Tattoo zijn (of zullen, wanneer deze klaar is voor gebruik in de echte wereld, worden) verbonden met het eerder genoemde micro-EEG dat signalen van zijn sensoren verwerkt en deze gegevens draadloos naar de wolk. Eenmaal daar aangekomen, zal de A.I. tools zullen continue analyses uitvoeren en veranderingen analyseren die plaatsvinden in de hersenen om alles aan te geven, van dreigende epileptische aanvallen tot neurodegeneratieve ziekten Alzheimer.

Hersengolven monitoren

Goldstein zei dat het bedrijf, waarvan de belangrijkste focus historisch gezien op AI lag, niet van plan was zich in de hardwaresector te begeven. In plaats daarvan werd het daarheen gepusht omdat het niet de juiste tools kon vinden die al beschikbaar waren.

“Ongeveer vijf of zes jaar geleden zeiden we: ‘Oké, verdorie, we kunnen geen maat vinden die klein genoeg is’, zei hij. “’We kunnen niets wegwerpbaars vinden. We doen het zelf.’ Dus deden we het. Wij zijn een data-A.I. analysebedrijf in onze kern. Maar tenzij we een goed apparaat hebben om te meten wat we nodig hebben, kunnen we geen data-analyse uitvoeren.”

Voordat Brain E-Tattoo werd gebouwd, creëerde Brain Scientific de NeuroCap, een wegwerp-EEG-headset met 22 elektroden en 19 actieve EEG-kanalen. Het lijkt op de hoofddeksels die amateurworstelaars gebruiken om hun oren en kin te beschermen tijdens wedstrijden. De vooraf gegeleerde, vaste elektrodelocaties maken een einde aan de tijdrovende taak van het meten van het hoofd van een patiënt en het vervolgens handmatig plaatsen van EEG-elektroden. Door te werken met het NeuroEEG-versterkerapparaat van het bedrijf beweert Brain Scientific dat dit mogelijk is start EEG-onderzoeken in minder dan vijf minuten, dezelfde tijd die nodig is om een ​​kom instant klaar te maken noedels.

Maar soms gaat dat niet snel genoeg. EEG-onderzoek is één ding, maar om echt bruikbare longitudinale hersengegevens te verzamelen, heb je een apparaat nodig dat je gemakkelijk op straat of thuis kunt dragen. Voorgegeleerd of niet, niemand wil een met elektroden bezaaide hersenkap dragen naar de supermarkt of op een eerste date in een romantisch restaurant.

Dit is waar de Brain E-Tattoo in beeld zal komen. Het is ontworpen voor langdurige monitoring en ononderbroken verzameling van hersengegevens. Het kan dit doen omdat het klein is en, in ieder geval vergeleken met een hersenkapje, onzichtbaar.

Kleiner is beter

In tegenstelling tot het tijdperk van de grote, industriële techniek dat eraan voorafging, draait de digitale wereld helemaal om het kleiner maken van dingen. Net als de nanometerafstand tussen transistors op een printplaat: klein is goed. Kleinheid staat naast godsvrucht. Wijlen Mark Weiser, hoofdtechnoloog bij Xerox PARC, merkte dit al in 1991 op toen hij opmerkte dat de meest diepgaande technologieën de technologieën zijn die verdwijnen. ‘Ze verweven zichzelf’, schreef Weiser, ‘in het weefsel van het dagelijks leven totdat ze er niet meer van te onderscheiden zijn.’

Hoewel een microchip op iemands hoofd zeker niet onzichtbaar is, is hij wel een stuk minder zichtbaar dan de alternatieven. Het is ongeveer net zo zichtbaar als... nou ja, een tatoeage.

En toch zijn de use-cases legio. Hoewel de Brain E-Tattoo aanvankelijk gericht was op het voorspellen van epilepsie, via elektrische activiteit op de hoofdhuid, is dat nu het geval het uitbreiden van zijn doelstellingen naar het volgen van andere neurologische aandoeningen, waaronder de ziekte van Alzheimer, beroertes en andere neurologische aandoeningen Parkinson. (Dit uitgebreide gebruik blijkt uit het feit dat het product voorheen E-Epileptica heette, vóór zijn horizon uitgebreid.) In beide gevallen gelooft Goldstein dat A.I. modellen kunnen worden gebruikt om de karakteristieke patronen van de hersenen te ontrafelen activiteit.

De hoeveelheid gegevens die uit een micro-EEG kan worden gehaald, is niet de hoeveelheid die u uit een volledige hersencap zou kunnen halen alsof de resolutie van een EEG niet hetzelfde is als de informatie die kan worden verzameld met behulp van een fMRI of PET scannen. Maar hij denkt dat het voldoende zal zijn – en de draagbaarheid van de oplossing compenseert een deel van het gebrek aan details.

Goldstein merkte ook op dat EEG-gegevens ook niet op zichzelf hoeven te bestaan. Het kan worden gecombineerd met andere biometrie en andere vormen van gegevensverzameling, om niet alleen een nuttig idee te geven van hoe het lichaam verandert, maar ook van Waarom.

“Stel je voor dat je een kopie hebt van je hersenen of een kopie van je spiergedrag van een jaar geleden, twee jaar geleden, vijf jaar geleden, jaar geleden – en dat kun je vervolgens integreren met A.I. databases om te zien wat een verandering zou kunnen veroorzaken”, zegt hij gezegd. ‘Is het het water dat je drinkt? Is het de medicatie? Is het het eten? Is het het klimaat? Over het geheel genomen zijn wij van mening dat we deel kunnen uitmaken van de Big Data die over mensen worden verzameld. Geïntegreerd met de juiste gegevens over voedsel, water, medicijnen, enzovoort, zullen we misschien eindelijk kunnen laten zien [waarom bepaalde veranderingen plaatsvinden].”

Wat er met deze gegevens gebeurt, zou uiteraard bepalen of we zulke dingen als nuttig, dystopisch of, nou ja, een beetje van kolom A en een beetje van kolom B beschouwen. Een eerder besef van een dreigende aanval of een zich ontwikkelend neurologisch probleem zou iemand in staat kunnen stellen eerder proactieve maatregelen te nemen om de negatieve effecten te verzachten. Dat zou positief zijn (hoewel ook mogelijk een bron van angst).

Een verzekeringsmaatschappij die toegang heeft tot die gegevens zou voor een gezond persoon lagere premies kunnen betekenen. Het kan echter ook het tegenovergestelde betekenen – mogelijk gebaseerd op gedrag dat correleert met, of anderszins voorspellend zou kunnen zijn voor, dreigende gezondheidsproblemen. De implicaties van dergelijke technologie zijn enorm.

Een cyborg die aan het werk is

Maar we zijn er nog niet. Brain Scientific heeft momenteel twee door de FDA goedgekeurde apparaten voor hersenmonitoring, maar de Brain E-Tattoo blijft een work-in-progress. Een persbericht waarin de technologie wordt aangekondigd, is gevuld – zoals het geval is met veel soortgelijke aankondigingen van toekomstige technologieën – met het soort voorzichtige verduidelijkingen die je je kunt voorstellen dat een advocaat tussenbeide komt namens een over-uitbundige cliënt: “Toekomstgerichte verklaringen, die aannames bevatten en onze toekomstige plannen, strategieën en verwachtingen zijn over het algemeen herkenbaar aan het gebruik van de woorden ‘kan’, ‘zou moeten’, ‘zou’, ‘zal’, ‘zou kunnen’, ‘gepland’ ‘verwachten’, ‘anticiperen’, ‘schatten’, ‘geloven’, ‘van plan zijn’, ‘zoeken’ of ‘projecteren’ of het negatief van deze woorden of andere variaties op deze woorden of iets vergelijkbaars terminologie."

Momenteel werkt het bedrijf aan veiligheidstests, het bewijzen van het concept en prestatietests. Als alles volgens plan verloopt, zal de indiening bij de FDA binnenkort plaatsvinden.

En dan? Er schuilt ongetwijfeld iets cyborgs in het idee van een vrijwel permanente grafeen-tatoeage die een constante stroom gezondheidsgegevens verzamelt, rechtstreeks uit je hersenen. Maar dit verschilt op zichzelf niet wezenlijk van de pacemaker die het hart laat kloppen, de Apple Watch die je inspanning en hartslag meet, de smartphone dat structureert een groot deel van hoe we de wereld waarnemen, enzovoort. Dit zijn allemaal cyborgische technologieën en wij zijn, net zoals wanneer we leven, geboren cyborgs.

De Brain E-Tattoo vertegenwoordigt nog maar een stap in die richting. Net als het centrale conflict in alle cyborgtechnologie is het hopelijk een conflict dat de mensheid uiteindelijk op een positieve manier vergroot. Maak misschien een bladwijzer voor deze pagina en kom over tien jaar nog eens terug.