پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا موفق به ساخت الکترودی بسیار نازک شدهاند که به اندازه یک تار مو است و با دقتی بیشتر از روشهای سنتی، فعالیتهای مغزی را ثبت میکند.
به گزارش تکناک، این فناوری میتواند آینده تشخیص بیماریهایی مانند صرع و اختلالات خواب را دگرگون کند و به بهبود تعامل مستقیم مغز با رایانه کمک کند.
چالشها و محدودیتها
در روش رایج ثبت فعالیت مغزی یا الکتروانسفالوگرافی (EEG)، حدود ۲۱ الکترود به پوست سر فرد متصل میشود. این الکترودها با استفاده از ژل رسانا به نقاط مختلف پوست سر چسبانده میشوند تا سیگنالهای الکتریکی مغز را ثبت کنند. اما این روش معایبی مانند موارد زیر را دارد:
- نیاز به ژل رسانا (مرطوب)، که به مرور خشک میشود و باید مجدداً اعمال شود
- ایجاد نویز و اختلال در سیگنال به دلیل حرکت بیمار
- چسبندگی ضعیف در بلندمدت و امکان جابهجایی الکترودها
- کاهش دقت سیگنال در صورت تغییر موقعیت الکترود حتی به مقدار جزئی
الکترود جدید؛ سبک، نازک، دقیق و بدون ژل
تیمی از پژوهشگران به سرپرستی دکتر تائو ژو در دانشگاه پناستیت، موفق به طراحی یک الکترود جدید شدهاند که تنها ۳۰۰ میکرون (μm) قطر دارد و از طریق چاپ سهبعدی با استفاده از پلیمرهای زیستسازگار ساخته میشود.
ویژگیهای برجسته الکترود جدید:
- شبیه به تار مو و غیرقابل تشخیص برای اطرافیان
- بدون نیاز به ژل رسانا (dry electrode)
- قابلیت استفاده درازمدت (تا ۲۴ ساعت) حتی پس از دوش گرفتن یا تعریق شدید
- عدم ایجاد آسیب به پوست هنگام جداسازی
- حفظ کیفیت سیگنال و پایداری در طول زمان
- چسبندگی قویتر نسبت به ژلهای تجاری EEG
کاربردهای آینده
در حال حاضر این دستگاه هنوز سیمدار است، اما پژوهشگران در تلاش هستند تا نسخهای بیسیم از این الکترود را برای استفاده روزمره توسعه دهند.
کاربردهای بالقوه این فناوری شامل:
- دستگاههای پوشیدنی برای پایش سلامت روان، اضطراب و عملکرد مغزی
- جایگزینی روشهای سنتی در تشخیص صرع، اختلالات خواب و آسیب مغزی
- ادغام در رابطهای مغز-رایانه (BCI) برای کنترل وسایل توسط فکر
- استفاده در فناوریهای واقعیت مجازی (VR) و تعاملات هوشمند انسان و ماشین
- کمک به افراد دارای معلولیت حرکتی از طریق ابزارهای کنترل مغزی
الکترود چاپ سهبعدی به اندازه یک تار مو، نهتنها تجربه ثبت فعالیت مغزی را برای بیماران راحتتر و دقیقتر میکند، بلکه زمینهساز نسل جدیدی از فناوریهای پایش مغزی است. از کاربردهای پزشکی گرفته تا استفاده در گجتهای هوشمند و فناوریهای واقعیت مجازی، این نوآوری میتواند پلی باشد میان علوم اعصاب و زندگی روزمره.
