En grafentatovering for kontinuerlig å overvåke hjernebølgene dine

Baruch "Boris" Goldstein, medgründer og administrerende styreleder i et selskap kalt Brain Scientific, Inc., er en aspirerende tatovør. Men ikke forvent at han skal sverte deg en knotete drage eller et stammehylse. Goldsteins tatoveringer kommer med noen få forhold: De er på hodet ditt, de er ferdige med et blekk laget av all-around vidundermateriale grafen, og de er i stand til å lese hjernebølgene dine. Så du må gå et annet sted for det flammende hodeskalle- eller sommerfugldesignet du har veid opp under lockdown.

For å være klar, Brain Scientifics nye Brain E-Tattoo ligner ikke på noe blekk du har sett før. Det er en liten lapp, omtrent på størrelse med et frimerke som ser ut som en mikrobrikkeplate festet over øret til brukeren. Mens selskapet bruker ordet "tatovering" for å beskrive det, er det mer nøyaktig referert til som en minimalt invasiv, implanterbar, 4-kanals, mikroelektroencefalografi (EEG) med grafenelektroder for kontinuerlig hjerne overvåkning. Og det er en sjanse for at denne biten av cyborg-teknologi en dag kan redde livet ditt.

"Ideen er at vi kan skrive ut elektroder på hodet ditt med grafenblekk," sa Goldstein til Digital Trends. "Siden grafen bare er et enkelt atommateriale - noen ganger [i dette tilfellet] er det flere lag, som to eller tre - er det mer eller mindre usynlig. Det er tynnere enn et menneskehår.»

Når den er skrevet ut, er denne tatoveringen ment å overvåke hjernebølgeaktivitet på en konstant basis, med minimal innvirkning på en persons daglige liv. Brain E-Tattoo sine grafen-baserte elektroder er (eller, når den er klar for bruk i den virkelige verden, vil bli) koblet til det nevnte mikro-EEG som behandler signaler fra sensorene sine, og trådløst overfører disse dataene til Sky. Vel fremme, Brain Scientifics A.I. verktøy vil utføre kontinuerlig analyse, analysere endringer som finner sted i hjernen for å indikere alt fra forestående epileptiske anfall til nevrodegenerative sykdommer som Alzheimers.

Overvåking av hjernebølger

Goldstein sa at selskapet, hvis hovedfokus historisk sett har vært på A.I., ikke hadde til hensikt å gå inn i maskinvarebransjen. I stedet ble den skjøvet dit fordi den ikke kunne finne de riktige verktøyene som allerede var tilgjengelige.

«For omtrent fem eller seks år siden sa vi «greit, skru det, vi kan ikke finne en liten nok størrelse», sa han. "'Vi kan ikke finne noe engangs. Vi gjør det selv.’ Så vi gjorde det. Vi er en data A.I. analyseselskap i kjernen vår. Men med mindre vi har en skikkelig enhet for å måle det vi trenger, kan vi ikke gjøre dataanalyse.»

Før bygde Brain E-Tattoo, skapte Brain Scientific NeuroCap, et engangs EEG-hodesett med 22 elektroder og 19 aktive EEG-kanaler. Det ligner hodeplaggene amatørbrytere bruker for å beskytte ørene og haken under kamper. De forhåndsgelerte, faste elektrodeplasseringene fjerner den tidskrevende oppgaven med å måtte måle en pasients hode og deretter plassere manuelt på EEG-elektroder. Ved å jobbe med selskapets NeuroEEG-forsterkerenhet, hevder Brain Scientific at det er mulig å initier EEG-studier på under fem minutter, samme tid det tar å forberede en skål med øyeblikkelig nudler.

Men noen ganger er det ikke raskt nok. EEG-studier er én ting, men for å virkelig samle nyttige longitudinelle hjernedata, trenger du en enhet som komfortabelt kan brukes på gaten eller i hjemmet. Pre-gelert eller ikke, ingen ønsker å bruke en elektrodebesatt hjernehette til matbutikken eller på en første date på en romantisk restaurant.

Det er her Brain E-Tattoo kommer inn i bildet. Den er designet for langsiktig overvåking og uavbrutt innsamling av hjernedata. Den kan gjøre dette fordi den er liten og, i det minste sammenlignet med en hjernehette, usynlig.

Mindre er bedre

Den digitale verden, i motsetning til den store, industrielle ingeniørens tidsalder som gikk foran den, handler om å gjøre ting mindre. Som nanometeravstanden mellom transistorer på et kretskort, er liten bra. Litenhet er ved siden av gudsfrykt. Det sene Mark Weiser, sjefteknolog ved Xerox PARC, bemerket dette så langt tilbake som i 1991 da han bemerket at de mest dyptgripende teknologiene er de som forsvinner. "De vever seg selv," skrev Weiser, "inn i hverdagslivet til de ikke kan skilles fra det."

Mens en mikrobrikke festet til en persons hode absolutt ikke er usynlig, er den mye mindre synlig enn alternativene. Det er omtrent like synlig som … vel, en tatovering.

Og likevel er brukssakene rikelig. Mens den opprinnelig fokuserte på å forutsi epilepsi, via elektrisk aktivitet i hodebunnen, er Brain E-Tattoo nå utvider sine mål til å spore andre nevrologiske tilstander, inkludert Alzheimers sykdom, hjerneslag og Parkinsons. (Denne utvidede bruken er bevist av det faktum at produktet tidligere ble kalt E-Epileptica, før dets horisont utvidet.) I hvert tilfelle mener Goldstein at A.I. modeller kan brukes til å teste ut de karakteristiske mønstrene i hjernen aktivitet.

Mengden data som kan trekkes ut fra et mikro-EEG er ikke det du kan få fra en full hjernekapsel, bare som at oppløsningen fra et EEG ikke er det samme som informasjonen som kan hentes ved hjelp av en fMRI eller PET skanning. Men han tror det vil være tilstrekkelig - og portabiliteten til løsningen veier opp for noe av mangelen på detaljer.

Goldstein bemerket også at EEG-data heller ikke trenger å eksistere isolert. Den kan kombineres med annen biometri, og andre former for datainnsamling, for å gi en nyttig idé om ikke bare hvordan kroppen forandrer seg, men Hvorfor.

«Tenk deg at du har en kopi av hjernen din eller en kopi av muskelatferden din for et år siden, for to år siden, for fem år siden — og du kan da integrere det med A.I. databaser for å se hva som kan forårsake en endring," han sa. "Er det vannet du drikker? Er det medisinen? Er det maten? Er det klimaet? Samlet sett tror vi at vi kan være en del av Big Data som samles inn om mennesker. Integrert med de riktige dataene om mat, vann, medisiner og så videre, kanskje vi endelig vil kunne vise [hvorfor visse endringer] skjer.»

Hva som skjer med disse dataene vil selvfølgelig definere om vi ser på slike ting som nyttig, dystopisk eller, vel, litt av kolonne A og litt av kolonne B. Tidligere bevissthet om et forestående anfall eller et utviklende nevrologisk problem kan tillate en person å ta tidligere proaktive tiltak for å dempe de negative effektene. Det ville være positivt (men også potensielt en kilde til angst).

Et forsikringsselskap som har tilgang til disse dataene kan, for en frisk person, bety lavere premier. Imidlertid kan det også bety det motsatte - muligens basert på atferd som korrelerer med, eller på annen måte kan vise seg å være prediktiv for, forestående helseproblemer. Implikasjonene av slik teknologi er enorme.

Et cyborg-arbeid pågår

Vi er imidlertid ikke der ennå. Brain Scientific har for tiden to FDA-godkjente enheter for hjerneovervåking, men Brain E-Tattoo er fortsatt under arbeid. En pressemelding som kunngjør teknologien er fylt - som tilfellet er med mange lignende kunngjøringer om kommende teknologier - med den slags forsiktighet presiseringer man kan tenke seg en advokat som skyter inn på vegne av en overeksuberert klient: «Fremtidsrettede utsagn, som involverer antagelser og beskriver våre fremtidige planer, strategier og forventninger, er vanligvis identifiserbare ved bruk av ordene "kan", "bør", "ville", "vil", "kunne", "planlagt", «forvente», «forutse», «estimere», «tro», «har til hensikt», «søke» eller «prosjektere» eller det negative av disse ordene eller andre variasjoner av disse ordene eller sammenlignbare terminologi."

For tiden jobber selskapet med sikkerhetstesting, bevis på konseptet og ytelsestesting. Skulle alt gå etter planen, vil FDA-innlevering snart skje.

Og så? Det er utvilsomt noe av cyborgen ved ideen om en nesten permanent grafen-tatovering som samler en konstant strøm av helsedata, tappet direkte fra hjernen din. Men dette er i seg selv ikke vesentlig forskjellig fra pacemakeren som holder hjertet på å slå, Apple Watch som måler treningen og pulsen din, smarttelefon som strukturerer mye av hvordan vi oppfatter verden, og så videre. Dette er alle kyborgiske teknologier, og vi er, på grunn av når vi lever, naturligfødte cyborger.

Brain E-Tattoo representerer bare ett skritt til i den retningen. Som den sentrale konflikten i all cyborgteknologi, er det forhåpentligvis en som til slutt forsterker menneskeheten på en positiv måte. Kanskje bokmerke denne siden, og sjekk tilbake om et tiår fra nå.