En grafentatuering för att kontinuerligt övervaka dina hjärnvågor

Baruch "Boris" Goldstein, medgrundare och verkställande styrelseordförande för ett företag som heter Brain Scientific, Inc., är en blivande tatuerare. Men förvänta dig inte att han ska färga dig en knotig drake eller en stammuff. Goldsteins tatueringar kommer med några villkor: de sitter på ditt huvud, de är gjorda med ett bläck gjord av all-around vidundermaterial grafen, och de kan läsa dina hjärnvågor. Så du måste gå någon annanstans för den där flammande skalle- eller fjärilsdesignen som du har vägt upp under lockdown.

För att vara tydlig, Brain Scientifics nya Brain E-Tattoo liknar inte någon bit av bläck du har sett tidigare. Det är en liten lapp, ungefär lika stor som ett frimärke som ser ut, för alla ändamål, som en mikrochipskiva fäst ovanför bärarens öra. Medan företaget använder ordet "tatuering" för att beskriva det, kallas det mer exakt för en minimalt invasiv, implanterbar, 4-kanalig, mikroelektroencefalografi (EEG) med grafenelektroder för kontinuerlig hjärna övervakning. Och det finns en chans att den här biten av cyborgteknik en dag kan hjälpa dig att rädda ditt liv.

"Tanken är att vi kan skriva ut elektroder på ditt huvud i grafenbläck," sa Goldstein till Digital Trends. "Eftersom grafen bara är ett enda atommaterial - ibland [i det här fallet] är det flera lager, som två eller tre - är det mer eller mindre osynligt. Det är tunnare än ett människohår."

När den har skrivits ut är den avsedd att övervaka hjärnvågsaktivitet på en konstant basis, med minimal inverkan på en persons dagliga liv. Brain E-Tattoos grafenbaserade elektroder är (eller, när den är redo för användning i verkligheten, kommer att vara) anslutna till ovannämnda mikro-EEG som behandlar signaler från sina sensorer och trådlöst överför dessa data till moln. Väl där, Brain Scientifics A.I. verktyg kommer att utföra kontinuerlig analys och analysera förändringar som sker i hjärnan för att indikera allt från förestående epileptiska anfall till neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers.

Övervakning av hjärnvågor

Goldstein sa att företaget, vars huvudsakliga fokus historiskt har varit på A.I., inte hade för avsikt att gå in i hårdvarubranschen. Istället sköts den dit eftersom den inte kunde hitta de rätta verktygen som redan var tillgängliga.

"För ungefär fem eller sex år sedan sa vi," okej, släng det, vi kan inte hitta en tillräckligt liten storlek," sa han. "'Vi kan inte hitta något engångsbruk. Vi gör det själva.’ Så vi gjorde det. Vi är en data A.I. analysföretag i vår kärna. Men om vi inte har en lämplig enhet för att mäta vad vi behöver, kan vi inte göra dataanalys.”

Innan Brain E-tatuering byggdes skapade Brain Scientific NeuroCap, ett EEG-headset för engångsbruk med 22 elektroder och 19 aktiva EEG-kanaler. Det liknar huvudbonaderna som amatörbrottare använder för att skydda sina öron och haka under matcher. De förgelade, fixerade elektrodplaceringarna tar bort den tidskrävande uppgiften att behöva mäta en patients huvud och sedan manuellt placera på EEG-elektroder. Genom att arbeta med företagets NeuroEEG-förstärkarenhet hävdar Brain Scientific att det är möjligt att initiera EEG-studier på mindre än fem minuter, samma tid som det tar att förbereda en skål med ögonblick spaghetti.

Men ibland är det inte tillräckligt snabbt. EEG-studier är en sak, men för att verkligen samla in användbar longitudinell hjärndata behöver du en enhet som bekvämt kan bäras på gatan eller i hemmet. Förgelad eller inte, ingen vill bära en elektrodbesatt hjärnmössa till mataffären eller på en första dejt på en romantisk restaurang.

Det är här Brain E-Tattoo kommer in i bilden. Den är designad för långtidsövervakning och oavbruten hjärndatainsamling. Den kan göra detta eftersom den är liten och, åtminstone jämfört med en hjärnhatt, osynlig.

Mindre är bättre

Den digitala världen, till skillnad från den stora tidsåldern av industriteknik som föregick den, handlar om att göra saker mindre. Liksom nanometergapet mellan transistorer på ett kretskort är litet bra. Tinness är bredvid gudsfruktan. Den sena Mark Weiser, chefsteknolog vid Xerox PARC, påpekade detta så långt tillbaka som 1991 när han noterade att de mest djupgående teknologierna är de som försvinner. "De väver in sig själva", skrev Weiser, "i vardagslivet tills de inte går att skilja från det."

Även om ett mikrochip fäst på en persons huvud verkligen inte är osynligt, är det mycket mindre synligt än alternativen. Det är ungefär lika synligt som … ja, en tatuering.

Och ändå finns det gott om användningsfall. Medan den initialt fokuserade på att förutsäga epilepsi, via elektrisk aktivitet i hårbotten, är Brain E-Tattoo nu utökar sina mål till att spåra andra neurologiska tillstånd inklusive Alzheimers sjukdom, stroke och Parkinsons. (Denna utökade användning bevisas av det faktum att produkten tidigare kallades E-Epileptica, innan dess horisonter breddad.) I varje fall anser Goldstein att A.I. modeller kan användas för att reta ut de karaktäristiska mönstren i hjärnan aktivitet.

Mängden data som kan extraheras från ett mikro-EEG är inte vad du kan få från en hel hjärnhatt, bara som att upplösningen från ett EEG inte är densamma som informationen som kan hämtas med en fMRI eller PET skanna. Men han tror att det kommer att räcka — och lösningens portabilitet kompenserar en del av bristen på detaljer.

Goldstein noterade också att EEG-data inte heller behöver existera isolerat. Den kan kombineras med annan biometri och andra former av datainsamling för att på ett användbart sätt ge en uppfattning om inte bara hur kroppen förändras, utan Varför.

"Föreställ dig att du har en kopia av din hjärna eller en kopia av ditt muskelbeteende för ett år sedan, för två år sedan, för fem år sedan — och du kan sedan integrera det med A.I. databaser för att se vad som kan orsaka en förändring, säger han sa. "Är det vattnet du dricker? Är det medicinen? Är det maten? Är det klimatet? Sammantaget tror vi att vi kan vara en del av Big Data som samlas in om människor. Integrerat med rätt data om mat, vatten, medicin och så vidare, kanske vi äntligen kommer att kunna visa [varför vissa förändringar] sker."

Vad som händer med dessa data skulle naturligtvis definiera om vi ser sådana saker som fördelaktiga, dystopiska eller, ja, lite kolumn A och lite kolumn B. Tidigare medvetenhet om ett förestående anfall eller ett utvecklande neurologiskt problem kan göra det möjligt för en person att vidta tidigare proaktiva åtgärder för att mildra de negativa effekterna. Det skulle vara positivt (även om det också kan vara en källa till oro).

Ett försäkringsbolag som har tillgång till dessa uppgifter kan för en frisk person innebära lägre premier. Men det kan också betyda motsatsen - tänkbart baserat på beteende som korrelerar med, eller på annat sätt kan visa sig förutsäga, förestående hälsoproblem. Konsekvenserna av sådan teknik är enorma.

Ett cyborgarbete pågår

Vi är dock inte där än. Brain Scientific har för närvarande två FDA-godkända enheter för hjärnövervakning, men dess Brain E-Tattoo är fortfarande ett pågående arbete. Ett pressmeddelande som tillkännager att tekniken är fylld – som är fallet med många liknande tillkännagivanden om kommande teknologier – med den typen av försiktighet förtydliganden man kan föreställa sig en advokat som inskjuter för en överexuberant klients räkning: ”Framtidsinriktade uttalanden, som involverar antaganden och beskriver våra framtida planer, strategier och förväntningar är i allmänhet identifierbara genom att använda orden "kan", "borde", "skulle", "kommer", "kunde", "schemalagd", 'förvänta', 'förutse', 'uppskatta', 'tro', 'avsikter', 'söka' eller 'projektera' eller det negativa av dessa ord eller andra varianter av dessa ord eller jämförbara terminologi."

För närvarande arbetar företaget med säkerhetstester, bevis på sitt koncept och prestandatester. Om allt går enligt plan kommer FDA-inlämning att ske snart.

Och då? Det finns utan tvekan något av cyborgen med idén om en nästan permanent grafentatuering som samlar in en konstant ström av hälsodata, hämtad direkt från din hjärna. Men det här skiljer sig i sig inte väsentligt från pacemakern som håller hjärtat att slå, Apple Watch som mäter din träning och puls, smartphone som strukturerar mycket av hur vi uppfattar världen, och så vidare. Dessa är alla cyborgiska teknologier och vi är, när vi lever, naturligt födda cyborgs.

Brain E-Tattoo representerar bara ett steg till i den riktningen. Liksom den centrala konflikten i all cyborgteknologi är det förhoppningsvis en som i slutändan förstärker mänskligheten på ett positivt sätt. Kanske bokmärk den här sidan och kolla tillbaka om ett decennium från nu.