منبع: Alexandra_Koch/Pixabay

نظارت بر مغز شخصی تر می شود. دانشمندان اخیراً مطالعه ای را در بیومواد سلولی نمایش یک خال کوبی الکترونیکی که مستقیماً روی پوست سر چاپ شده است که قادر به نظارت بر فعالیت مغز به صورت غیرتهاجمی با اتصال پایدار 24 ساعته یا بیشتر است – یک فناوری عصبی پیشرفت که ممکن است یک تغییر بازی برای پزشکی دقیق، علوم اعصاب، و رابط‌های غیرتهاجمی مغز و رایانه باشد. BCI ها).

سه نفر از نویسندگان همکار نانشو لو و خوزه میلان از دانشگاه تگزاس در آستین و ژمین هی در دانشگاه گزارش دادند: «تکنیک ما اولین روشی است که خالکوبی های الکترونیکی فوق نازک را مستقیماً روی پوست انسان برای به دست آوردن داده های الکتروفیزیولوژی با وجود موها تولید می کند. کالیفرنیا، لس آنجلس، به همراه تیمی از محققان.

دانشمندان یک خال کوبی موقت پوست سر خود خشک شونده، سازگار با پوست، فوق نازک و الکترونیکی ایجاد کردند که به صورت دیجیتالی مستقیماً روی سر چاپ می شود و بر اساس خطوط و شکل منحصر به فرد پوست سر فرد شخصی سازی می شود. از طریق یک نازل میکروجت بدون تماس یا سوزن چاپ می شود.

محققان گزارش می دهند که روش آنها اولین روشی است که خالکوبی های الکترونیکی فوق العاده نازک را مستقیماً روی پوست انسان – مو و همه چیز انجام می دهد. جوهر زیست سازگار تخصصی می تواند تنها در 12 دقیقه خشک شود و به طور خود به خود فیلمی در دمای اتاق تشکیل دهد. علاوه بر این، نسبت به سایر خالکوبی های الکترونیکی که به طور مستقیم روی پوست چاپ شده اند، بسیار بهتر به پوست می چسبد.

قبل از چاپ، اسکن با استفاده از یک برنامه اسکن سه بعدی به نام ScandyPro انجام می شود که بر روی یک آیفون 13 اجرا می شود و روی یک ربات پنج محوری نصب شده است که در اطراف سر شرکت کننده حرکت می کند. مختصات الکترودها با استفاده از MeshEEG، یک تابع منبع باز در MATLAB تنظیم می شود.

این خالکوبی‌های الکترونیکی رسانای الکتریکی و مکانیکی هستند و همچنین از نظر فیزیولوژیکی غیرقابل توجه هستند و قابلیت‌های ثبت نوار مغزی کامل سر، با کیفیت بالا، طولانی‌مدت و راحت را بدون نیاز به ژل مرطوب با کار فشرده و کوتاه‌مدت ارائه می‌کنند. این دانشمندان نوشتند که الکترودها و کابل ها و کلاهک های دست و پا گیر.

الکتروانسفالوگرام‌ها فعالیت الکتریکی مغز را از طریق دیسک‌های الکترود فلزی متصل به پوست سر اندازه‌گیری می‌کنند. اندازه بازار جهانی دستگاه‌های EEG سنتی در سال 2023 1.2 میلیارد دلار بود و انتظار می‌رود که با نرخ رشد سالانه 10.36 درصدی طی سال‌های 2024-2030 رشد کند و تا سال 2030 به 2.39 میلیارد دلار برسد.

پزشکان از EEG برای کمک به تشخیص سکته مغزی، روان‌پریشی‌های خاص، نارکولپسی، صرع، تومورهای مغزی، التهاب مغز، بیماری آلزایمر، مسمومیت با دارو، آسیب مغزی، وضعیت کما، مرگ مغزی، بیماری پارکینسون، اختلالات عصبی، بیماری کروتزفلد جاکوب، آسیب‌های سر، استفاده می‌کنند. انسفالوپاتی و اهداف دیگری مانند نظارت بر جریان خون مغز در طی اقدامات پزشکی و جراحی ها

محققان نوشتند: “این نوآوری به طور قابل توجهی کاربردهای بالقوه خالکوبی الکترونیکی برای EEG را با حل بسیاری از چالش های طولانی مدت گسترش می دهد.”

این تیم برای ارزیابی عملکرد الکترودهای چاپ شده روی پوست سر خود یا خالکوبی الکترونیکی، در مقابل الکترودهای ژل مرطوب تجاری سنتی، پنج شرکت‌کننده در مطالعه را از نظر پتانسیل مرتبط با خطا و تصاویر حرکتی اندازه‌گیری کردند، که دو نشانگر رابط مغز و رایانه پرکاربرد هستند. .

دانشمندان دریافتند که الکترودهای خالکوبی شده آنها نه تنها عملکردی برابر با الکترودهای ژل مرطوب استاندارد دارند، بلکه به طور مداوم در چندین جلسه کار می کنند و طول عمر الکترود را تا شش ساعت یا بیشتر افزایش می دهند.

به گفته دانشمندان، در مقایسه با سیستم‌های الکتروانسفالوگرافی موجود، خالکوبی الکترونیکی موقت آنها برای پوشیدن راحت‌تر، نصب سریع‌تر و چسبندگی بالاتری دارد. چاپ روی سر الکترودها سریعتر از دستگاه های EEG تجاری تنظیم می شود. در این مطالعه، انجام یک اسکن سه بعدی سر و چاپ ده الکترود روی پوست سر کمتر از 15 دقیقه طول کشید. برای کالیبره کردن حرکات سر، هر حرکت پنج دقیقه بیشتر طول می کشد. الکترودهای قابل چاپ خالکوبی های موقتی هستند که به راحتی با صابون یا الکل پاک می شوند.

به گفته دانشمندان، فناوری نوآورانه آن‌ها می‌تواند برای اهدافی فراتر از نظارت و ثبت فعالیت‌های مغزی برای شامل سایر اعضای داخلی برای تحریک، توانبخشی، نظارت بر قلب، نظارت بر جمجمه، کمک در بهبود زخم، بازسازی استخوان یا بافت و آموزش عملکرد مورد استفاده قرار گیرد. محققان می گویند که محلول خالکوبی الکترونیکی آنها ممکن است برای چیزی بیشتر از رابط های مغز و رایانه استفاده شود و دارای پتانسیل برای انواع رابط های انسان و ماشین، از جمله ضبط الکتروکورتیکوگرافی (ECoG)، نوار قلب (ECG)، تحریک الکتریکی عصب از طریق پوست (TENS) است. و الکترومیوگرافی (EMG).

تیم محققان نتیجه گیری کردند: “این فصل جدیدی در فناوری عصبی است، با تاکید بر سفارشی سازی و دقت، افزایش رفاه بیمار و به حداقل رساندن کار مراقبت های بهداشتی”.

حق چاپ © 2024 Cami Rosso کلیه حقوق محفوظ است.