EEG – czyli elektroencefalografia – to jedno z podstawowych narzędzi diagnozowania i monitorowania zaburzeń neurologicznych. Tradycyjna procedura polega na rozmieszczeniu na skórze głowy pacjenta 21 elektrod przewodzących sygnały elektryczne z mózgu. Wiąże się to jednak z szeregiem niedogodności: elektrody muszą być dokładnie umieszczone, unieruchomione za pomocą żelu przewodzącego, który z czasem wysycha, a cały system jest podatny na zakłócenia ruchowe i trudny do utrzymania przez dłuższy czas.
Czytaj też: Tatuaże przyszłości otwierają drzwi do monitorowania mózgu w czasie rzeczywistym
Nowe urządzenie opracowane przez zespół z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii (Penn State) eliminuje wszystkie te problemy. To pojedyncza elektroda, cienka jak ludzki włos – zaledwie 300 μm (mikrometrów) szerokości – która nie tylko jest niemal niewidoczna, ale również oferuje wyraźniejszy i bardziej stabilny zapis EEG niż klasyczne rozwiązania. Została wykonana w technologii druku 3D z hydrożelu i przyklejana do skóry za pomocą specjalnego bioadhezyjnego tuszu.
Prof. Tao Zhou, inżynier biomedyczny z Penn State i współautor badania, mówi:
Ta elektroda umożliwia bardziej spójne i niezawodne monitorowanie sygnałów EEG, a przy tym pozostaje praktycznie niewidoczna. To duży krok naprzód zarówno pod względem funkcjonalności, jak i komfortu pacjenta.
Stabilność, wygoda i estetyka, czyli EEG na co dzień
Nowa elektroda eliminuje konieczność stosowania żelu. Zamiast tego do jej mocowania wykorzystuje się bioadhezyjny tusz – klej biologiczny, który wykazuje niemal dwukrotnie większą przyczepność niż komercyjne środki stosowane w EEG, a przy tym nie podrażnia skóry i nie uszkadza naskórka przy usuwaniu.
Czytaj też: Ten sygnał w mózgu pomoże przewidzieć wybudzenie ze śpiączki
Urządzenie opisane w NPJ – Biomedical Innovations przeszło intensywne testy porównawcze z tzw. złotymi elektrodami EEG – aktualnym standardem klinicznym. Wyniki wykazały, że nowa elektroda nie tylko dorównuje im pod względem jakości rejestrowanych sygnałów, ale wręcz je przewyższa, zwłaszcza pod kątem stabilności kontaktu skóra-elektroda i braku konieczności ponownego zakładania. W porównaniu do konwencjonalnych systemów, nowa elektroda niemal całkowicie eliminuje tzw. artefakty ruchowe – zakłócenia wywołane ruchem głowy lub twarzy.
Co ciekawe, materiał elektrody można barwić na dowolny kolor, aby dopasować ją włosów pacjenta, co dodatkowo zwiększa dyskrecję noszenia. Dziś system działa jeszcze w wersji przewodowej, ale zespół zapowiada, że trwają już prace nad wariantem bezprzewodowym.
Nowa elektroda nie tylko może znacząco poprawić komfort pacjentów neurologicznych, ale również otwiera drogę do zupełnie nowych zastosowań EEG poza kliniką. Jak zapowiadają naukowcy, technologia może trafić do urządzeń konsumenckich, takich jak opaski monitorujące poziom stresu, koncentracji czy nastroju. Może także zrewolucjonizować interfejsy mózg-komputer (BCI), które dziś rozwijane są m.in. z myślą o osobach z niepełnosprawnościami.
Nowa elektroda z Penn State wpisuje się w szerszy trend miniaturyzacji i personalizacji technologii medycznych. Coraz więcej urządzeń diagnostycznych ma nie tylko działać skutecznie, ale też wtapiać się w ciało i życie użytkownika. Zespół podkreśla, że choć opracowanie technologii rozpoczęło się od potrzeb klinicznych, to jej zastosowania mogą być znacznie szersze – obejmując sferę zdrowia cyfrowego, dobrostanu psychicznego i zaawansowanej analityki osobistej.
