Австралийские ученые разработали для новых датчиков специальную структуру с трехмерным рисунком, которая не зависит от липких проводящих гелей и позволяет измерять электрическую активность мозга даже среди волос и изгибов головы, передает EurekAlert!. Результаты работы опубликованы в журнале Американского химического общества Applied Nano Materials.
Врачи контролируют электрические сигналы мозга с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), при которой специальные электроды либо имплантируют, либо размещают на поверхности головы. ЭЭГ помогает диагностировать неврологические расстройства, а также ее можно включить в интерфейсы, которые используют мозговые волны для управления внешним устройством – например, протезом, роботом или даже видеоигрой. В большинстве неинвазивных вариантов используются «мокрые» датчики, которые наклеиваются на голову с помощью липкого геля. Он может раздражать кожу головы и иногда вызывать аллергические реакции. В качестве альтернативы исследователи разрабатывают «сухие» датчики, для которых не требуются гели, но до сих пор ни один из них не работал так же хорошо, как «мокрый».
Подходящий материал для такого датчика – графен. Однако он слишком плоский и поэтому не может надежно крепится к голове человека с ее неровными изгибами. В этой работе ученые попробовали придать грабену объем. Они создали несколько трехмерных структур с графеновым покрытием различной формы, каждую – толщиной около 10 мкм. Из протестированных форм шестиугольный узор лучше всего работал на волнистой, покрытой волосами поверхности затылочной области – месте у основания головы, где расположена зрительная кора головного мозга. Команда включила восемь таких датчиков в эластичную повязку на голову, которая удерживала их на затылке. В сочетании с гарнитурой дополненной реальности, отображающей визуальные подсказки, электроды могли определять подсказку, а затем работать с компьютером, чтобы превращать сигналы в команды, которые управляли движением четвероногого робота – полностью без помощи рук.
Несмотря на то, что новые электроды еще не работали так же хорошо, как «мокрые», эта работа представляет собой первый шаг к разработке надежных, легко внедряемых «сухих» датчиков, которые помогут расширить применение интерфейсов «мозг-машина».
[Фото: ACS APPLIED NANO MATERIALS, 2023, DOI: 10.1021/ACSANM.2C05546]
