O monitoramento da atividade cerebral pode parecer um fio de cabelo

O futuro do monitoramento da eletroncefalografia (EEG) pode em breve parecer um fio de cabelo. No lugar dos eletrodos de metal tradicionais, uma teia que fita e adesivos pegajosos, uma equipe de pesquisadores do Pen State criou um dispositivo peludo para monitoramento a longo prazo e não invasivo da atividade elétrica cerebral. Os eletrodos leves e flexíveis se conectam diretamente ao couro cabeludo e fornecem uma gravação estável e de alta qualidade dos sinais cerebrais.

O EEG é importante para diagnosticar e avaliar condições neurológicas, como epilepsia e lesões cerebrais. Em alguns casos, os médicos exigem monitoramento longo a longo prazo das ondas cerebrais, por exemplo, para avaliar convulsões, distúrbios do sono e condições que afetam os vasos sanguíneos e o fluxo sanguíneo no cérebro.

Os pesquisadores descreveram o novo eletrodo, que foi mostrado em um estudo publicado na revista para manter o desempenho estável para usar mais de 24 horas. Inovação biomédica do NPJEssa técnica de acordo com os pesquisadores, além de aplicações clínicas de saúde, promete usar em produtos de saúde e bem -estar do consumidor.

“Este eletrodo permite um monitoramento mais consistente e confiável dos sinais de EEG e pode ser usado sem ser perceptível, o que aumenta a funcionalidade e o conforto do paciente”, Tao Zhou, professor de ciência e mecânica de engenharia e mecânica da família e veemência.

O monitor de EEG é um método amplamente usado para medir o cérebro Atividade elétricaZhou explicou. Pequenos eletrodos de metal são colocados no couro cabeludo e os impulsos elétricos inconscientes gerados pelas células no cérebro são levantados. Os eletrodos são conectados a fios que são então conectados a uma máquina que exibe a atividade cerebral como um padrão que se parece com ondas.

O processo tradicional de monitoramento do EEG, no entanto, pode ser um complicado -e às vezes bagunçado. Seus limites dificultam o uso do monitoramento contínuo e longo a longo prazo.

Para obter uma boa gravação da atividade cerebral, o eletrodo precisa ser confirmado no crânio. Qualquer diferença entre eletrodo e pele ou cabelo denso pode reduzir a qualidade do sinal registrado. Pesquisadores e médicos terão que aplicar géis ao crânio para manter o contato com o eletrodo e a qualidade da pele e o sinal para o contato da superfície. Para algumas pessoas, no entanto, os géis podem causar irritação na pele.

Este é um processo que consome tempo que deve ser repetido quando os géis secam, especialmente para qualquer pessoa, requer monitoramento contínuo ou contínuo durante várias sessões. A aplicação e o processo de replicação também são impermeáveis ​​e, como resultado, podem estar castrados em várias quantidades usadas no eletrodo.

“Essa impedância – ou mudará a interface – entre o eletrodo e o crânio e pode afetar o sinal cerebral gravado”, disse Jhou. “Nem sempre aplicamos o eletrodo exatamente na mesma posição, porque somos humanos. Mas se você alterar a condição, um pouco, mesmo os sinais do cérebro que você está monitorando, poderão ser separados”.

Os eletrodos tradicionais de EEG também são rígidos e quando se move a cabeça, até um pouco, até levemente, o que pode comprometer a uniformidade dos dados.

Para abordar esses limites, a equipe de pesquisa projetou uma pequena ferramenta de vigilância que se parece com um fio de cabelo e é feita de material de hidrogel afetado em 3D. Uma extremidade é o eletrodo. Parece um pequeno ponto e captura os sinais elétricos do cérebro com o crânio. Há um componente longo e de fio fino que se espalha do eletrodo, que se conecta ao sistema de monitoramento.

O dispositivo também usa uma tinta bioidaciosa repressiva em 3D que permite que o eletrodo grude diretamente no crânio sem a necessidade de qualquer gel de gluce ou outra preparação da pele. Reduz a lacuna entre o eletrodo e o couro cabeludo, melhora a qualidade do sinal. A natureza leve, flexível e estriável do dispositivo também significa que o dispositivo é mantido – mesmo quando o cabelo combina e doando o boné de beisebol e a remoção – e pode ser usado por um longo tempo, o que o torna adequado para o monitoramento crônico.

A equipe descobriu que o novo dispositivo teve um desempenho comparativamente aos eletrodos padrão atuais usados ​​para os eletrodos de ouro, EEGs. No entanto, o eletrodo de cabeleireiro manteve um melhor contato entre os eletrodos e a pele e executou firmemente o uso continuamente 24 horas sem qualquer queda na qualidade do sinal. Como não há necessidade de remover o eletrodo e substituir os sistemas tradicionais de monitoramento de EEG, eles também eliminam o risco de dados inconsistentes em várias sessões de monitoramento.

“Você não precisa se preocupar se a posição do eletrodo mudou ou se a imagem mudou porque os eletrodos não foram desaparecidos”, disse Jhou.

Ao contrário dos eletrodos de metal tradicionais, novos eletrodos imitam cabelos humanos e são inconsistentes na cabeça. Como o dispositivo é impresso em 3D, Zhou explicou que eles podem imprimir Eletrodo Também em cores diferentes para combinar com o cabelo de uma pessoa.

“Isso o torna prudente, e as pessoas podem se sentir mais confortáveis ​​em usá -lo, especialmente se precisarem de um monitoramento constante de EEG e precisar usar eletrodos por um longo período”, disse Jhou.

Atualmente, o EEG ainda está conectado; Os pacientes devem estar conectados a uma máquina enquanto sua atividade cerebral é registrada. No futuro, espera -se que os pesquisadores tornem o sistema sem fio para que as pessoas possam se mover de forma mais independente durante as sessões de gravação.

Outros escritores do Pen Jiyashu Rain, estudantes de doutorado no Departamento de Ciências da Engenharia e Mecânica; Hugin Lee, estudantes de doutorado no Departamento de Engenharia Biomédica; Lee-Pang Huang, assistente de pesquisa; E Basma Almahmood, estudante de graduação do Departamento de Física, também contribuiu para o artigo.

Outros autores incluem Ching Kuo, Archanathan Pandian e Loganthan Veeramuthu, do Departamento de Ciências Moleculares e Engenharia, tecnologia nacional de Taipei.