Tatuajes electrónicos en el cuero cabelludo para medir ondas cerebrales podrían reemplazar la prueba de EEG tradicional

La electroencefalografía (EEG) es una herramienta diagnóstica fundamental para diversas enfermedades neurológicas, como convulsiones, epilepsia, tumores cerebrales y lesiones. Tradicionalmente, el procedimiento de EEG implica que los técnicos marquen más de una docena de puntos en el cuero cabelludo del paciente utilizando reglas y lápices, donde luego pegan electrodos para monitorear la actividad cerebral. Estos electrodos están conectados a una máquina de recolección de datos mediante cables largos. Este método no solo requiere mucho tiempo sino que también es engorroso, y a menudo causa incomodidad a los pacientes que deben permanecer inmóviles durante horas.

Ahora, los científicos han desarrollado una innovadora tinta líquida que se puede imprimir directamente en el cuero cabelludo, lo que permite a los médicos medir la actividad cerebral sin la necesidad de configuraciones de electrodos tradicionales. Esta nueva tecnología, descrita en la revista Cell Biomaterials , ofrece una alternativa prometedora a los métodos actuales para monitorear la actividad cerebral y también podría mejorar significativamente las aplicaciones de interfaz cerebro-computadora.

Un equipo de científicos de la Universidad de Texas (Austin, TX, EUA.) ha estado desarrollando una tecnología llamada tatuajes electrónicos (e-tattoos), que son pequeños sensores diseñados para rastrear las señales corporales de la superficie de la piel. Los tatuajes electrónicos se han aplicado anteriormente para medir la actividad cardíaca en el pecho, la fatiga muscular e incluso los componentes del sudor de las axilas. Históricamente, los tatuajes electrónicos se imprimían en capas adhesivas que podían transferirse a las zonas del cuerpo sin pelo. Sin embargo, un gran desafío en la tecnología de los e-tatuajes ha sido el diseño de materiales que funcionen de manera efectiva en áreas con pelo, como el cuero cabelludo. Para superar este obstáculo, el equipo desarrolló una tinta líquida hecha de polímeros conductores, capaz de fluir a través del cabello y formar un sensor de película delgada que detecta la actividad cerebral una vez que se seca.

Los investigadores utilizaron un algoritmo informático para diseñar la colocación de los puntos de electrodos de EEG en el cuero cabelludo. Luego, utilizando una impresora de inyección de tinta controlada digitalmente, aplicaron una fina capa de la tinta del tatuaje electrónico en estos puntos. El proceso es rápido, sin contacto e indoloro para el paciente. En su experimento, el equipo imprimió electrodos de tatuaje electrónico en el cuero cabelludo de cinco participantes con cabello corto, junto con electrodos convencionales de EEG para comparación. Descubrieron que los e-tatuajes funcionaban casi tan bien como los electrodos tradicionales en la detección de ondas cerebrales, con una interferencia de ruido mínima. Después de seis horas, el gel de los electrodos convencionales comenzó a secarse y más de un tercio de estos electrodos no detectaron ninguna señal. En cambio, los electrodos de tatuaje electrónico mantuvieron una conectividad estable durante hasta 24 horas.

Las modificaciones posteriores a la fórmula de la tinta permitieron a los investigadores imprimir líneas conductoras desde los electrodos hasta la base de la cabeza, reemplazando los cables utilizados en las configuraciones estándar de EEG. Este ajuste permitió que las líneas impresas transmitieran señales sin captar interferencias de las áreas circundantes. El equipo luego conectó cables más cortos entre los tatuajes electrónicos y un dispositivo que recopilaba los datos de las ondas cerebrales.

De cara al futuro, los investigadores planean incorporar transmisores de datos inalámbricos directamente en los tatuajes electrónicos, eliminando la necesidad de cualquier cableado externo. Este avance podría transformar los dispositivos de interfaz cerebro-computadora no invasivos, haciéndolos más eficientes y accesibles. Estos dispositivos actualmente utilizan auriculares grandes y engorrosos para capturar la actividad cerebral para funciones como controlar dispositivos externos con pensamientos. Al reemplazar el hardware externo con electrónica impresa en el cuero cabelludo, los tatuajes electrónicos podrían hacer que las interfaces cerebro-computadora sean mucho más prácticas y accesibles para los pacientes.

"Nuestras innovaciones en diseño de sensores, tinta biocompatible e impresión de alta velocidad allanan el camino para la futura fabricación de sensores electrónicos para tatuajes en el cuerpo, con amplias aplicaciones tanto dentro como fuera de los entornos clínicos", dijo Nanshu Lu, coautor correspondiente del artículo en la Universidad de Texas en Austin.

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