Исследователи из Техасского университета и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создали экспериментальный метод 3D-печати «татуировок» на голове из проводящих полимеров. Эти «татуировки» функционируют как традиционные электроэнцефалографические (ЭЭГ) электроды, используемые в интерфейсах мозг-компьютер (BCI) для управления роботизированными конечностями, компьютерами и объектами в виртуальной реальности.
Мозг постоянно вырабатывает электрические сигналы, которые изменяются в зависимости от мыслей и движений. Инвазивные BCI-интерфейсы позволяют точно регистрировать мозговые сигналы, однако они могут вызывать инфекции или отторжение, а также представляют определённые риски для безопасности. В отличие от них, печатать электроды на коже головы значительно проще.
Электроды, размещенные на коже головы по одному или с помощью ЭЭГ-колпачков, тоже способны регистрировать сигналы мозга, хотя и не с такой высокой точностью, как имплантаты. Тем не менее, обработка собранных сигналов с помощью алгоритмов искусственного интеллекта может повысить их точность. Без дальнейших исследований электроды, напечатанные на коже, будут иметь сопоставимую точность с традиционной энцефалографией.
Разработанные учеными электроды изготовлены из проводящего полимера PEDOT:PSS, который наносят на голову в виде жидкости с помощью микроструйного 3D-принтера. Подобные «чернила» проникают к коже через волосы, поэтому брить голову не нужно. После использования полимер легко смывается. При этом PEDOT:PSS сохраняет эластичность даже после высыхания, что позволяет использовать его как в растягивающейся электронике, так и для гибких дисплеев.
Создание электродов начинается с 3D-сканирования головы пациента, после чего на компьютере разрабатывается необходимый дизайн ЭЭГ-электродов. Для печати десяти электродов требуется всего десять минут, а для их калибровки — ещё пять, что существенно быстрее, чем традиционные методы установки ЭЭГ-электродов. Кроме того, 3D-напечатанные электроды не требуют специальной влажной смеси для улучшения контакта с кожей, которая быстро высыхает, снижая эффективность стандартной энцефалографии. Испытания на добровольцах продемонстрировали отличные результаты: в то время как обычные электроды теряют эффективность через 6 часов, новые «татуировки» могут считывать сигналы мозга на протяжении 24 часов и даже дольше.
