Monitorowanie fal mózgowych za pomocą… tatuażu

Jeżeli masz kłopoty z sercem lub trudności z mową z powodu wyniszczającej Cię choroby, wysoce zaawansowany technologicznie… tatuaż może stać się Twoim ukojeniem. Tak przynajmniej twierdzą twórcy urządzenia, imitującego tatuaż, potrafiącego monitorować bicie serca, fale mózgowe oraz skurcze mięśni.

Konwencjonalny sposób monitorowania sygnałów elektrycznych wysyłanych przez serce oraz inne organy obejmuje zazwyczaj elektrody, z naniesioną warstwą żelu przewodzącego, oraz taśmy przypinane do ciała pacjenta. Wadą takiego rozwiązania jest ograniczenie ruchów pacjenta oraz trudność otrzymania poprawnych odczytów. „Jeżeli chcesz, aby jakąś rzecz można było nosić bez podrażnień, z dobrą przyczepnością, bez uczucia jakiegokolwiek dyskomfortu, musisz ją dopasować do mechanicznych właściwości i odkształcalności skóry,” wyjaśnił kierownik grupy badawczej John Rogers z University of Illinois w Urbana-Champaign. Mając na uwadze wymienione wymagania, zespół Rogersa skupił się na zaprojektowaniu urządzenia zdolnego do rozciągania oraz oddziaływania z ludzką skórą.

Półprzewodnikowe zawijasy

Komercyjnie stosowane półprzewodniki takie jak krzem, czy arsenek galu są sztywne oraz kruche. Poprawę sprężystości oraz plastyczności obserwuje się jednak dla cienkich warstw tych materiałów, co w opracowanym przez siebie urządzeniu wykorzystała grupa Rogersa. „Bierzemy płytkę krzemową o grubości około pół milimetra i kroimy ją na bardzo cienkie kawałki”, powiedział Rogers. W ten sposób zespół otrzymał plastry krzemu o grubości około 50 – 100 nanometrów, czyli wystarczająco cienkie, aby dały się z łatwością zginać. Następnie kawałki te ulegały trawieniu, którego celem było uzyskanie poprawy zdolności krzemu na rozciąganie oraz nadanie „krętych” kształtów. „Ścieżki metaliczne, pola kontaktowe, rezystory – prawie wszystkim elementom, jak sądzę, można nadać odpowiedni kształt”. W kolejnym kroku tak ukształtowane elementy były montowane na arkuszach z poliamidu i przenoszone na „oddychającą”, elastyczną folię o grubości 30 mikrometrów, wykonaną ze zmodyfikowanego poliestru. Gotowe urządzenie było następnie przykładane do skóry i dzięki siłom van der Waalsa występującym pomiędzy arkuszem poliestru a skórą, było przy niej utrzymywane bez konieczności użycia kleju.

Sterowanie grą komputerową

Przetestowaniem możliwości tegoż urządzenia zajął się zespół naukowców również z University of Illinois. Badacze umieścili „tatuaż” na czole, klatce piersiowej, nogach oraz gardle, aby sprawdzić jego przydatność w odczytywaniu fal mózgowych, rytmu serca, skurczy mięśni podczas chodzenia oraz aktywności gardła podczas mówienia. Badania mowy wykazały, że czujnik rozróżnia słowa: „góra”, „dół”, „lewo” oraz „prawo”, co umożliwiło badaczom sterowanie strategiczną grą komputerową Sokoban. „Można wyobrazić sobie zastosowanie tej technologii w przypadku osób z uszkodzonym rdzeniem kręgowym lub dotkniętych chorobą neurodegeneracyjną, taką jak stwardnienie zanikowe boczne”, powiedział jeden z naukowców.

Artykuł pochodzi ze strony: physicsworld.com