E-tatuaż zastąpi elektrody do wykonywania EEG? Obiecujące wieści z Teksasu

Drukarka-robot umieszcza czujniki wykonane z przewodzącego tuszu bezpośrednio na głowie pacjenta. To nieinwazyjne, a zarazem skuteczne rozwiązanie, które przy okazji… całkiem futurystycznie wygląda.

Elektroencefalografia, skrótowo znana także jako EEG, należy do najpopularniejszych metod badania bioelektrycznej aktywności mózgu. Dzięki niej można diagnozować i monitorować padaczkę, zaburzenia snu, zatrucie neurotoksynami albo stany poudarowe. Służy także do obsługi BCI, czyli interfejsów łączących mózg z komputerem bez użycia mięśni. To możliwe dzięki specyfice całej procedury. W ramach niej na powierzchni skóry czaszki pacjenta przykleja się elektrody. Te zaś wychwytują zmiany potencjału elektrycznego, które pochodzą od aktywności neuronów kory mózgowej.

Koniec żmudnego procesu

Neurolodzy cenią EEG z wielu powodów. Ma dużą dokładność, może być przenośne i nie wywołuje klaustrofobii jak obrazowanie rezonansem magnetycznym. Jest jednak jeden problem: przygotowanie do badania to czasochłonny i żmudny proces, wymagający od pacjentów wiele cierpliwości. Elektrody przymocowuje się za pomocą żelu, który niekiedy nadmiernie przylepia się do włosów. Badacze z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin i Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles postanowili zaradzić temu problemowi. Swoim rozwiązaniem wychodzą naprzeciw zwłaszcza tym osobom, u których procedura musi być wielokrotnie powtarzana.

Oxford University Press prezentuje słowo roku. Ono również ma coś wspólnego z mózgiem!

– Świętym Graalem EEG jest czujnik, który pacjenci mogliby nosić przez dłuższy czas, poza środowiskiem klinicznym i bez konieczności ciągłej konserwacji – przekonuje Nanshu Lu, jedna z liderek projektu. Z badań jej zespołu wynika, że taką funkcję mógłby pełnić tzw. e-tatuaż, nazywany także tatuażem elektronicznym albo tymczasowym. Jest wykonany z przewodzącego tuszu, który utrzymuje się na ciele nawet kilka dni. Już wcześniej wykazano, że materiał pozwala monitorować ważne biomarkery: tętno, ciśnienie, poziom nawodnienia albo cukru. Aktywność elektryczna mózgu to zatem nie pierwszy parametr, który zmierzy.

E-tatuaż: optymizm i dwie niewiadome

Miłośników technologicznych nowinek może zaciekawić fakt, w jaki sposób e-tatuaż trafia na ciało pacjenta. Cały proces ulega bowiem automatyzacji. Najpierw kamera cyfrowo mapuje kształt danej osoby. Wiedząc więcej o jej własnościach, specjalnie wyszkolony algorytm projektuje spersonalizowany układ elektrod. Drukarka-robot otrzymuje od niej informacje dotyczące tego, gdzie konkretnie powinna umieścić czujniki. Na żadnym etapie nie dochodzi tu do bezpośredniego kontaktu ze skórą.

Pierwsze testy Lu i jej współpracowników napawają optymizmem. Nie dość, że e-tatuaż sprawdza się w diagnostyce, to mógłby usprawnić wspomnianą obsługę BCI. Stąd zaś już niedaleko do pomocy tysiącom sparaliżowanych pacjentów. Dla równowagi – do rozstrzygnięcia są za to dwa problemy. Pierwszy dotyczy tego, jak przewodzący tusz sprawdzi się u osób z dłuższymi włosami. Jak widać na głównym zdjęciu, w testach brali udział przede wszystkim łysi pacjenci. Drugą potencjalną komplikacją jest konieczność poprawy wytrzymałości samego biomateriału. To o tyle ważne, że elementem wielu zaburzeń układu nerwowego są niekontrolowane ruchy. Chorzy mogą nawet nieświadomie zdzierać e-tatuaż.

Z dokładnym opisem innowacji można zapoznać się na łamach specjalistycznego periodyku Cell Biomaterials.