«Татуювання» з користю для мозку

Створено тонкий сухий тату-електрод для тривалих вимірювань серцевої, м'язової та мозкової електричної активності. Склад практично непомітних на шкірі електродів робить їх значно дешевшими існуючих аналогів.

Збираючись вранці на електрокардіографію, колготи і кофти з вузьким рукавом краще не надягати, інакше в кабінеті лікаря доведеться знімати весь одяг. Черга в коридорі після тривалої процедури задоволеними особами не зустріне. «Закатайте штани і рукави, ляжте на кушетку, - сухо говорить медсестра і трохи м'якше додає, - Постарайтеся розслабитися». Розслаблення дається насилу, адже перед тим як під'єднати електроди, жінка в білому халаті наносить на куп'ястя і щиколотки пацієнта противний холодний гель, який після діагностики ще потрібно відтерти від шкіри.

Незручності під час процедури, нерідко помилкові результати, неможливість тривалих вимірювань, а також потреба в спостереженні за активністю м'язів і мозку - все це штовхає вчених до відкриттів нових методів і пристроїв для діагностики. У 2015 році Франческо Греко, керівник лабораторії прикладних матеріалів для друкованої та м'якої електроніки в Інституті фізики твердого тіла при Технологічному університеті Граца, спільно з італійськими колегами розробив так звані «тату-електроди».

Це провідні полімери, які друкуються за допомогою струменевого принтера на стандартному татуювальному папері. «Тату» приклеюється до шкіри і не вимагає рідкої «мастила» для вимірювання електричних сигналів. Товщина електрода від 700 до 800 нанометрів - приблизно в 100 разів тонше людського волосся - дозволяє йому адаптуватися під всі нерівності шкіри. У 2018 році команда оптимізувала створений електрод. Модифікація відкрила нові шляхи в електрофізіологічних дослідженнях серця і м'язів: електрокардіографії (ЕКГ) та електроміографії (ЕМГ).

Франческо Греко - керівник досліджень

Прорив ненадовго вгамував дослідницьку спрагу вчених. Тепер група Греко перетворила сухі тонкі електроди таким чином, що їх також можна використовувати в електроенцефалографії (ЕЕГ) - для вимірювання мозкової активності. Розробка детально описана в статті, нещодавно опублікованій в npj Flexible Electronics.

"Мозкові хвилі знаходяться в низькочастотному діапазоні, а сигнали ЕЕГ мають дуже низьку амплітуду. Їх набагато складніше отримувати з високою якістю, ніж сигнали ЕМГ або ЕКГ ". Щоб досягти тієї ж ефективності, що у звичайних електродів, розробники оптимізували склад проведеного полімеру і товщину паперу. Модифікація призвела до більш щільного з'єднання зі шкірою. Клінічні випробування показали, що вимір ЕЕГ з оптимізованими «татуюваннями» настільки ж успішно, як і зі звичайними електродами для ЕЕГ.

Крім сухості і можливості проведення тривалих вимірювань, серед плюсів «тату» - електродів розробники вказують вартість. «Завдяки струменевому друку і наявним у продажу підкладкам», татуювання «значно дешевше, ніж звичайні електроди для ЕЕГ».

Можливо, в майбутньому корисні «татуювання» допоможуть вченим більше дізнатися про роботу мозку, наприклад, про процеси, що йдуть уві сні. Тонкі наклейки на шкіру сподобаються учасникам експериментів набагато більше, ніж електродні сітки, вживлені прямо в мозок.