Тату для ЕЕГ: вчені створили рідке чорнило для дослідження мозку
Вчені в США створили рідке чорнило з провідних полімерів. Розповідаємо, як вони допомагають у виявленні порушень у роботі головного мозку.
Полімери відіграють важливу роль у повсякденному житті людини. З них створюються не тільки гаджети, одяг та запчастини, а й багато медичних виробів. Контактні лінзи, бахіли, протези, інструменти для хірургії, наногелі для доставки ліків, хірургічні нитки, штучні органи – це лише невелика частина прикладів застосування полімерів у медицині.
Як зараз вимірюється активність мозку
Наразі для діагностики захворювань головного мозку використовується електроенцефалографія (ЕЕГ). Цей метод дослідження допомагає виявляти різні порушення, пухлини мозку, епілепсію та черепно-мозкові травми.
Під час традиційного ЕЕГ тесту фахівці розміщують на голові пацієнта десятки електродів. Вони фіксують сигнали діяльності мозку та передають їх на комп'ютер.
Як рідке чорнило полегшує процес ЕЕГ
Для спрощення процедур дослідження вчені почали використовувати невеликі рецептори, які назвали e-tattoos, або електронні татуювання. Раніше вони друкувалися на тонкому шарі клейкого матеріалу, а потім переносилися на шкіру, але це було ефективно лише на ділянках без волосся. Такі електронні татуювання наносили на груди, щоб виміряти серцеву діяльність; на м'язи, щоб визначити рівень втоми; і навіть у пахвову западину, щоб виміряти компоненти поту.
«Розробка матеріалів, сумісних зі шкірою, покритою волоссям, була постійною проблемою у технології електронних татуювань», — пояснила команда Техаського університету в Остіні. Щоб вирішити цю проблему, вчені розробили тип рідкого чорнила з провідних полімерів. Чорнила можуть протікати через волосся і досягати шкіри голови, а після висихання вони працюють як тонкоплівковий датчик, уловлюючи активність мозку через шкіру голови.
Для визначення місць нанесення дослідники використовують комп'ютерний алгоритм. Потім за допомогою струменевого принтера з цифровим керуванням наносять тонкий шар чорнила на ці місця. За словами дослідників, процес проходить швидко, не потребує контакту та не викликає дискомфорту у пацієнтів.
Нове рідке чорнило вже пройшли випробування. Команда надрукувала електроди електронного татуювання на волосистій частині голови п'ятьом учасникам експерименту. Поруч із e-tattoos також прикріпили звичайні електроди ЕЕГ. Через шість годин гель на звичайних електродах почав висихати. Більше третини таких електродів не вловлювали сигнал, хоча більшість електродів, що залишилися, мали менший контакт зі шкірою, що призводило до менш точного виявлення сигналу. Електроди електронного татуювання, навпаки, демонстрували стабільний зв'язок протягом щонайменше 24 годин.
"Наше дослідження потенційно може зробити революцію в розробці неінвазивних пристроїв для взаємодії мозку та комп'ютера", - пояснив співавтор дослідження Хосе Міллан з Техаського університету. Також електронні татуювання можуть замінити зовнішній пристрій, що робить технологію доступнішою.
