รอยสักชั่วคราวเพื่อการอ่านสมองคืออนาคตของอุปกรณ์สวมใส่

นอกเหนือจากแร็ปเปอร์ Soundcloud และนักมวยปล้ำอาชีพอย่างรุ่นหลังแล้ว แบม แบม บิเกโลว์รอยสักบนศีรษะไม่ใช่สิ่งที่เราส่วนใหญ่พบเจอเป็นประจำ หากนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีกราซในออสเตรียและห้องปฏิบัติการวิจัยอื่นๆ ในยุโรปอีก 2-3 แห่งเข้าใจตรงกัน ทุกอย่างก็อาจเปลี่ยนแปลงได้ รอยสักที่ศีรษะอาจกลายเป็นบรรทัดฐาน - รอยสักที่ศีรษะแบบอ่านใจและเล่นกีฬาแบบอิเล็กโทรด และเช่นเดียวกับเรื่องตลกเก่าๆ เกี่ยวกับบริกรและแมลงวันในซุปของชายคนนั้น เราทุกคนต่างก็อยากได้พวกมัน

ก่อนที่เราจะไปไกลกว่านี้ ไม่ รอยสักไม่ถาวร “เราใช้รอยสักชั่วคราวเหมือนกับรอยสักสำหรับเด็ก โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับที่คุณใช้ในการถ่ายโอนการ์ตูนหรือภาพวาดเพื่อจุดประสงค์เชิงสร้างสรรค์ลงบนผิวหนังของคุณ” ฟรานเชสโก เกรโก้ผู้ช่วยศาสตราจารย์จากสถาบันฟิสิกส์โซลิดสเตตของมหาวิทยาลัยกล่าวกับ Digital Trends “เราใช้กระดาษ [รอยสักมาตรฐาน] เป็นวัสดุพิมพ์ จากนั้นพิมพ์ลงบนวงจรที่ทำจากโพลีเมอร์นำไฟฟ้า โดยใช้เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท”

ผู้รับจะติดอิเล็กโทรดรอยสักที่มีกาวตั้งแต่หนึ่งอันขึ้นไปลงบนหนังศีรษะ รอยสักดังกล่าวสามารถใช้เพื่อบันทึกสัญญาณสมองด้วยคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) คุณภาพสูงจากหนังศีรษะได้ ตรงกันข้ามกับเจลอิเล็กโทรด ตรงที่ไม่ต้องใช้ของเหลว และรอยสักก็ไม่ทำให้แห้ง แม้แต่เส้นขนที่เติบโตผ่านเมมเบรนที่บางเฉียบก็ไม่ได้ขัดขวางการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ

ในขณะที่อิเล็กโทรดรอยสักนั้นมองไม่เห็นอย่างแน่นอน (ใครก็ตามที่โกนหัวล้านและสวมแผงวงจรขนาดเล็กที่ติดไว้ที่หัวของพวกเขาก็มี นิสัยตลกๆ ของการเป็นที่สะดุดตา) สิ่งเหล่านี้จะไม่รบกวนผู้สวมใส่ในลักษณะที่ชุดหูฟังอิเล็กโทรด EEG ทั่วไปอาจทำ ความจริงที่ว่าพวกเขาสามารถนำไปใช้แล้วลืมไปถือเป็นแง่มุมที่น่าตื่นเต้นที่สุดประการหนึ่ง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดในระยะยาว พวกมันคงอยู่จนกระทั่งขัดด้วยสบู่และน้ำเพื่อเอามันออก

สตูดิโอสักที่มีเทคโนโลยีสูงที่สุดในโลก

ห้องทดลองของ Greco ซึ่งเป็นห้องปฏิบัติการวัสดุประยุกต์สำหรับการพิมพ์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบอ่อน (LAMPSe) ได้พัฒนาอิเล็กโทรดสำหรับสักตัวแรกในปี 2015 กรณีการใช้งานครั้งแรกของการถ่ายโอนกาวเหล่านี้คือการวัดอัตราการเต้นของหัวใจและการทำงานของกล้ามเนื้อ ครึ่งทศวรรษต่อมา Greco และบริษัทอื่นๆ ได้ปรับเทคโนโลยีให้เหมาะสมเพื่อให้สามารถวัดคลื่นสมองได้อย่างมีประสิทธิภาพ งานนี้ดำเนินการร่วมกับนักวิจัยในฝรั่งเศสทั้งสองแห่งที่ Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne และในอิตาลีโดย Laura Ferrari จากสถาบัน BioRobotics ที่ Scuola Superiore Sant'Anna

“EEG หรือการตรวจคลื่นสมองไฟฟ้าเป็นขั้นตอนที่ท้าทายที่สุดเสมอ” เอสมา อิสไมโลวาผู้นำกลุ่มสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพในภาควิชาอิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพที่ Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne กล่าวกับ Digital Trends “ตอนนี้เราได้มาถึงขั้นตอนสุดท้ายที่เราสามารถ [รวบรวม] คลื่นสมองที่มีแอมพลิจูดต่ำและความถี่สูงได้ มัน [ยาก] มากที่จะติดตามกิจกรรมประเภทนี้”

มีสาเหตุหลายประการว่าทำไมการรวบรวมข้อมูลสมองจึงมีประโยชน์ หนึ่งคือสำหรับการตรวจสอบ เครื่องอ่านคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) ที่พบใน Apple Watch ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนแล้วว่าทำไมอุปกรณ์สวมใส่ที่ติดตามสัญญาณชีพของเราอยู่ตลอดเวลาจึงมีประโยชน์ ในกรณีของ Apple Watch สภาวะต่างๆ เช่น ภาวะหัวใจห้องบนเต้นผิดจังหวะ จังหวะการเต้นของหัวใจไม่สม่ำเสมอซึ่งอาจทำให้เกิดโรคหลอดเลือดสมองได้ สังเกตได้จากการตรวจวัดการเต้นของหัวใจของผู้สวมใส่อย่างต่อเนื่อง. หากมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น สมาร์ทวอทช์สามารถแจ้งเตือนผู้ใช้เพื่อขอความช่วยเหลือทางการแพทย์ได้

ปัจจุบันยังไม่มีการตรวจติดตามคลื่นสมองอย่างสม่ำเสมอ อาการทางระบบประสาท เช่น โรคลมบ้าหมู อาจได้รับการวินิจฉัยโดยใช้เทคโนโลยี EEG แต่ไม่น่าเป็นไปได้ที่ผู้ป่วยจะมีการตรวจติดตามคลื่นสมองเป็นประจำ (หรือไม่สม่ำเสมอ) ในภายหลัง “ในกรณีของโรคลมบ้าหมู คุณไม่สามารถทำนายวิกฤติได้จริงๆ คุณต้องสามารถติดตามผู้ป่วยได้” อิสไมโลวาอธิบาย “อิเล็กโทรดชนิดนี้อาจเป็นได้ ใช้ในการติดตามผู้ป่วยที่บ้าน เพื่อช่วยให้แพทย์เข้าใจถึงที่มา (ของโรค) และการแพร่กระจายของโรค พวกเขาสามารถประเมินมันได้ตลอดเวลา”

ก้าวสู่อินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์สมอง

นอกจากนี้ยังมีกรณีการใช้งานจริงอื่นๆ อีกด้วย Greco คิดว่าเทคโนโลยีการตรวจสอบคลื่นสมองที่ไม่รุกล้ำนี้อาจพิสูจน์ก้าวสำคัญใน การสร้างส่วนต่อประสานระหว่างสมองและคอมพิวเตอร์.

“สิ่งมหัศจรรย์อย่างหนึ่งที่อาจเป็นไปได้ และที่เรากำลังพยายามศึกษาอยู่ตอนนี้ คือการรวบรวมข้อมูลจากสมอง [เพื่อใช้ในการใช้งานที่แตกต่างกัน]” เขากล่าว “ตัวอย่างเช่น คุณสามารถเก็บข้อมูลนี้ ส่งโดยตรงผ่านอินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์สมอง และใช้มันเพื่อกระตุ้นกล้ามเนื้อของผู้ป่วยที่เป็นอัมพาต ในผู้ป่วยที่เป็นอัมพาต สมองทำงานได้อย่างสมบูรณ์ กล้ามเนื้อทำงานได้อย่างสมบูรณ์ แต่การสื่อสารทางประสาทจะสูญเสียไประหว่างสองจุดนี้ เราอาจพยายามกู้คืนการขาดการเชื่อมต่อโดยใช้อินเทอร์เฟซของสมองและคอมพิวเตอร์”

นอกจากนี้ยังมีแอปพลิเคชันที่เป็นไปได้อื่นๆ ทั้งหมดของอินเทอร์เฟซสมองและคอมพิวเตอร์ เช่น การติดตามอารมณ์หรือความปรารถนา และดึงข้อมูลที่ถูกต้องในเวลาที่เหมาะสม อาจเป็นไปได้ที่จะรวมอิเล็กโทรดรอยสักเพื่อตรวจติดตามสมองเข้ากับรอยสักชั่วคราวที่ติดตามกิจกรรมของกล้ามเนื้อในส่วนอื่น ๆ ของร่างกายเพื่อเป็นแหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

Greco เชื่อหรือไม่ว่าในช่วงชีวิตของเรา การตื่นขึ้นมาและตบเซ็นเซอร์รอยสักที่สวมใส่ได้ราคาประหยัดอาจเป็นเรื่องธรรมดาเหมือนกับการสวมนาฬิกาหรือทำนาฬิกาหล่น สมาร์ทโฟน เข้าไปในกระเป๋าของเราเหรอ? “ใช่ ฉันคิดอย่างนั้น เพราะมีการใช้งานจริงมากมายในชีวิตประจำวัน (ซึ่งสิ่งนี้อาจมีประโยชน์)” เขากล่าว

ปัจจุบันงานนี้ยังคงเป็นการสาธิตการพิสูจน์แนวคิดมากกว่างานใดๆ ที่พร้อมจะนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ การประมวลผลข้อมูลยังคงต้องดำเนินการโดยการต่อสายอิเล็กโทรดเข้ากับอุปกรณ์ภายนอก อย่างไรก็ตาม Greco ชี้ให้เห็นว่ากลุ่มวิจัยอื่นๆ กำลังยุ่งอยู่กับการทำงานกับอุปกรณ์สวมใส่ที่สามารถทำให้ข้อมูลนี้ถูกประมวลผลบนร่างกายได้ นอกจากนี้ยังสามารถส่งข้อมูลแบบไร้สายไปยังสมาร์ทโฟนหรือสมาร์ทวอทช์ได้อีกด้วย

ทั้งหมดนี้ยังคงเป็นการเก็งกำไรในตอนนี้ แต่เช่นเดียวกับอุปกรณ์สวมใส่สมัยใหม่อื่นๆ กรณีการใช้งานเหล่านี้มีอยู่จริงในขอบเขตของนิยายวิทยาศาสตร์เท่านั้น จนกระทั่งจู่ๆ ก็ไม่เป็นเช่นนั้น

มีบทความบรรยายการวิจัยดังนี้ ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร npj Flex Electronics.

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• หูฟังอ่านสมองพร้อมให้คุณควบคุมพลังจิตได้
• Facebook เข้าซื้อกิจการสตาร์ทอัพที่สร้างสายรัดข้อมืออ่านใจ
• 'อินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์สมอง' ของ Facebook ช่วยให้คุณพิมพ์ได้ตามใจ
• "การถ่ายภาพบุคคลในวิดีโอเชิงลึก" ที่สมจริงอย่างน่ากลัวอาจยกระดับข่าวปลอมขึ้นไปอีกระดับ
• แขนที่สามที่ควบคุมด้วยสมองช่วยให้คุณยกระดับการทำงานหลายอย่างพร้อมกันไปอีกระดับ

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร