Dočasné tetovania čítajúce mozog sú budúcnosťou nositeľných zariadení

Mimo Soundcloud rapperov a profesionálnych wrestlerov, ako sú neskorí Bam Bam Bigelow, tetovanie hlavy nie je niečo, s čím sa väčšina z nás stretáva pravidelne. Ak sa výskumníci z rakúskej Technickej univerzity v Grazi a niekoľkých ďalších európskych výskumných laboratórií presadia, všetko by sa mohlo zmeniť. Tetovanie hlavy sa môže stať normou - tetovanie hlavy na čítanie myšlienok, elektródové športové tetovanie. A ako ten starý vtip o čašníkovi a muche v mužskej polievke, všetci ich budeme chcieť.

Než sa dostaneme ďalej, nie, tetovania nie sú trvalé. „Používame dočasné tetovania ako tie pre deti; v podstate to isté, čo by ste použili na prenesenie karikatúry alebo kresby na kreatívne účely na vašu pokožku,“ Francesco Greco, odborný asistent na univerzitnom Ústave fyziky pevných látok, povedal pre Digital Trends. "Používame [štandardný tetovací] papier ako substrát a potom naň tlačíme obvody vyrobené z vodivého polyméru pomocou atramentovej tlačiarne."

Príjemca si prilepí jednu alebo viacero z týchto lepiacich tetovacích elektród na pokožku hlavy. Tetovania potom môžu byť použité na zaznamenávanie vysokokvalitných elektroencefalografických (EEG) mozgových signálov čerstvých z pokožky hlavy. Na rozdiel od gélových elektród nie je potrebné žiadne tekuté rozhranie a tetovanie nemôže vyschnúť. Ani chĺpky prerastajúce cez ich ultratenkú membránu im nezabránia v efektívnom výkone svojej práce.

Zatiaľ čo tetovacie elektródy nie sú presne neviditeľné (ktokoľvek sa oholil a mal na hlave nalepenú malú dosku s plošnými spojmi smiešny zvyk byť nápadný), neprekážajú nositeľovi tak, ako by to mohli robiť bežné náhlavné súpravy s elektródou EEG. Skutočnosť, že by sa dali použiť a potom na ne zabudnúť, je jedným z ich najvzrušujúcejších aspektov; vďaka čomu sú dokonale vhodné na dlhodobé merania. Zostanú, kým sa nevydrhnú mydlom a vodou, aby sa odstránili.

Najmodernejšie tetovacie štúdio na svete

Laboratórium aplikovaných materiálov pre tlačenú a mäkkú elektroniku (LAMPSe) spoločnosti Greco vyvinulo prvé tetovacie elektródy v roku 2015. Prvým prípadom použitia týchto adhezívnych transferov bolo meranie srdcovej frekvencie a svalovej aktivity. O pol desaťročia neskôr Greco a ďalší optimalizovali technológiu tak, aby sa dala použiť na meranie mozgových vĺn rovnako efektívne. Práca bola vykonaná spolu s výskumníkmi v oboch Francúzsku, na Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne a v Taliansku Laurou Ferrari v BioRobotics Institute na Scuola Superiore Sant’Anna.

„EEG alebo elektroencefalografia bola vždy tým najnáročnejším krokom,“ Esma Ismailová, vedúci skupiny pre bioelektronické textílie v oddelení bioelektroniky na Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne, povedal pre Digital Trends. „Teraz sme dosiahli konečný krok, v ktorom môžeme [zhromaždiť] mozgové vlny s nízkou amplitúdou a vysokou frekvenciou. Je veľmi [ťažké] zachytiť tento druh aktivity.“

Existuje viacero dôvodov, prečo by zhromažďovanie údajov o mozgu mohlo byť užitočné. Jeden je určený na monitorovanie. Čítačka elektrokardiogramu (EKG), ktorá sa nachádza v Apple Watch, už presvedčivo demonštrovala, prečo môžu byť nositeľné zariadenia, ktoré neustále monitorujú naše životné funkcie, užitočné. V prípade Apple Watch môžu byť stavy ako fibrilácia predsiení, nepravidelný srdcový rytmus, ktorý môže spôsobiť mŕtvicu, zaznamenané neustálym sledovaním srdcového tepu nositeľa. Ak sa niečo pokazí, inteligentné hodinky môžu upozorniť používateľa, aby mohol vyhľadať lekársku pomoc.

V súčasnosti neexistuje nič také ako pravidelné sledovanie mozgových vĺn. Neurologické stavy, ako je epilepsia, môžu byť diagnostikované pomocou technológie EEG, ale je nepravdepodobné, že pacienti budú mať následne pravidelné (alebo dokonca nepravidelné) monitorovanie mozgových vĺn. „V prípade epilepsie nemôžete skutočne predvídať krízu; musíte mať možnosť sledovať pacienta,“ vysvetlila Ismailová. "Tento druh elektródy by mohol byť." slúži na sledovanie pacienta doma pomôcť lekárom pochopiť pôvod [choroby] a ako sa šíri. S odstupom času to vedia vyhodnotiť.“

Krok k rozhraniam mozog-počítač

Existujú aj ďalšie praktické prípady použitia. Greco si myslí, že táto neinvazívna technológia monitorovania mozgových vĺn sa môže ukázať ako zásadný krok v tejto oblasti budovanie rozhraní mozog-počítač.

„Jednou z úžasných vecí, ktoré by mohli byť možné a ktoré sa teraz snažíme študovať, je zachytiť informácie z mozgu [na použitie v rôznych aplikáciách],“ povedal. „Môžete napríklad zachytiť tieto informácie, poslať ich priamo cez rozhranie mozog-počítač a použiť ich na stimuláciu svalov paralyzovaného pacienta. U ochrnutého pacienta mozog dokonale funguje, svaly dokonale fungujú, ale medzi týmito dvoma bodmi sa stráca nervová komunikácia. Mohli by sme sa pokúsiť obnoviť odpojenie pomocou rozhrania mozog-počítač."

Potom sú tu všetky ďalšie potenciálne aplikácie rozhrania mozog-počítač – ako je monitorovanie nálady alebo túžob a získavanie správnych informácií v správnom čase. Môže byť dokonca možné kombinovať tetovaciu elektródu na monitorovanie mozgu s dočasnými tetovaniami monitorujúcimi svalovú aktivitu v iných častiach tela ako dodatočný zdroj údajov.

Verí Greco, že počas našich životov môže byť prebudenie a plácnutie na lacný nositeľný tetovací senzor takou samozrejmosťou ako nasadenie hodiniek alebo pošmyknutie smartfón do nášho vrecka? „Áno, myslím si, že áno, pretože v každodennom živote existuje veľa praktických aplikácií [kde by to mohlo byť užitočné],“ povedal.

V súčasnosti je táto práca stále skôr dôkazom konceptu ako čímkoľvek, čo je pripravené na komercializáciu. Spracovanie informácií je stále potrebné vykonať zapojením elektród do externého zariadenia. Greco však poukazuje na to, že ďalšie výskumné skupiny sú zaneprázdnené prácou na nositeľných zariadeniach, ktoré by mohli umožniť spracovanie týchto informácií na tele. Potenciálne by sa mohol prenášať aj bezdrôtovo do smartfónu alebo inteligentných hodiniek.

Toto všetko zostáva zatiaľ len špekuláciami. Ale podobne ako v prípade moderných nositeľných zariadení, aj tieto prípady použitia existujú v oblasti sci-fi len dovtedy, kým zrazu neexistujú.

Príspevok popisujúci výskum bol nedávno uverejnené v časopise npj Flexible Electronics.

Odporúčania redaktorov

• Slúchadlá na čítanie mozgu sú tu, aby vám poskytli telekinetickú kontrolu
• Facebook získava startup, ktorý vytvoril náramok na čítanie myšlienok
• „Rozhranie mozgu a počítača“ od Facebooku vám umožní písať pomocou mysle
• Strašidelne realistické „hĺbkové videoportréty“ by mohli posunúť falošné správy na vyššiu úroveň
• Tretie rameno ovládané mozgom vám umožní posunúť multitasking na ďalšiu úroveň

Zlepšite svoj životný štýlDigitálne trendy pomáhajú čitateľom mať prehľad o rýchlo sa rozvíjajúcom svete technológií so všetkými najnovšími správami, zábavnými recenziami produktov, užitočnými úvodníkmi a jedinečnými ukážkami.