Les tatouages temporaires à lecture d’ondes cérébrales pourraient faire passer la technologie portable au niveau supérieur


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En dehors des rappeurs Soundcloud et des lutteurs professionnels comme le regretté Bam Bam Bigelow, les tatouages ​​sur la tête ne sont pas quelque chose que la plupart d’entre nous rencontrons régulièrement. Si les chercheurs de l’Université autrichienne de technologie de Graz et quelques autres laboratoires de recherche européens réussissent, cela pourrait être sur le point de changer. Les tatouages ​​sur la tête peuvent devenir la norme – les tatouages ​​sur la tête à lecture d’esprit et à électrodes. Et, comme la vieille blague sur le serveur et la mouche dans la soupe de l’homme, nous allons tous les vouloir. Avant d’aller plus loin, non, les tatouages ​​ne sont pas permanents. «Nous utilisons des tatouages ​​temporaires comme ceux des enfants; essentiellement la même que celle que vous utiliseriez pour transférer une bande dessinée ou un dessin à des fins créatives sur votre peau », a déclaré à Digital Trends Francesco Greco, professeur adjoint à l’Institut de physique de l’état solide de l’université. «Nous utilisons le papier [tatouage standard] comme substrat, puis imprimons par-dessus des circuits en polymère conducteur, à l’aide d’une imprimante à jet d’encre.» Le destinataire colle une ou plusieurs de ces électrodes adhésives de tatouage sur son cuir chevelu. Les tatouages ​​peuvent ensuite être utilisés pour enregistrer des signaux cérébraux d’électroencéphalographie (EEG) de haute qualité fraîchement sortis du cuir chevelu. Contrairement aux électrodes en gel, il n’y a pas besoin d’une interface liquide et les tatouages ​​ne peuvent pas sécher. Même les poils qui poussent à travers leur membrane ultra-fine ne les empêchent pas d’effectuer efficacement leur travail. Bien que les électrodes de tatouage ne soient pas exactement invisibles (toute personne rasée chauve et arborant une petite carte de circuit imprimé collée à la tête a une drôle d’habitude de se faire remarquer), elles n’interfèrent pas avec le porteur de la même manière qu’un casque à électrodes EEG conventionnel. Le fait qu’ils puissent être appliqués puis oubliés est l’un de leurs aspects les plus excitants; ce qui les rend parfaitement adaptés aux mesures à plus long terme. Ils restent allumés jusqu’à ce qu’ils soient frottés avec du savon et de l’eau pour les retirer. Le laboratoire de Greco, le Laboratoire des matériaux appliqués pour l’électronique imprimée et douce (LAMPSe), a développé les premières électrodes de tatouage en 2015. Le premier cas d’utilisation de ces transferts adhésifs était de mesurer la fréquence cardiaque et l’activité musculaire. Une demi-décennie plus tard, Greco et d’autres ont optimisé la technologie afin qu’elle puisse être utilisée pour mesurer les ondes cérébrales de manière aussi efficace. Les travaux ont été menés aux côtés de chercheurs en France, à l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne, et en Italie par Laura Ferrari à l’Institut de BioRobotique de la Scuola Superiore Sant’Anna. « L’EEG, ou électroencéphalographie, a toujours été l’étape la plus difficile », a déclaré à Digital Trends Esma Ismailova, chef de groupe de textiles bioélectroniques au département de bioélectronique de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne. «Nous avons maintenant atteint l’étape ultime où nous pouvons [recueillir] des ondes cérébrales de faible amplitude et de haute fréquence. Il est très [difficile] d’attraper ce genre d’activité. » Il y a plusieurs raisons pour lesquelles la collecte de données sur le cerveau pourrait être utile. L’une est pour la surveillance. Le lecteur d’électrocardiogramme (ECG) de l’Apple Watch a déjà démontré de manière convaincante pourquoi les appareils portables qui surveillent constamment nos signes vitaux peuvent être utiles. Dans le cas de l’Apple Watch, des conditions telles que la fibrillation auriculaire, un rythme cardiaque irrégulier qui peut provoquer des accidents vasculaires cérébraux, peuvent être repérées en surveillant en permanence le rythme cardiaque des porteurs. En cas de problème, la smartwatch peut alerter l’utilisateur afin qu’il puisse consulter un médecin. À l’heure actuelle, il n’existe pas de surveillance régulière des ondes cérébrales. Des conditions neurologiques comme l’épilepsie peuvent être diagnostiquées à l’aide de la technologie EEG, mais il est peu probable que les patients bénéficient d’une surveillance régulière (voire irrégulière) des ondes cérébrales. «Dans le cas de l’épilepsie, vous ne pouvez pas vraiment prédire une crise; vous devez pouvoir surveiller le patient », a expliqué Ismailova. «Ce type d’électrode pourrait être utilisé pour surveiller le patient à domicile afin d’aider les cliniciens à comprendre les origines [de la maladie] et comment elle se propage. Ils peuvent l’évaluer au fil du temps. » Il existe également d’autres cas d’utilisation pratiques. Greco pense que cette technologie de surveillance des ondes cérébrales non invasive pourrait s’avérer une étape cruciale dans la construction d’interfaces cerveau-ordinateur. « L’une des choses merveilleuses qui pourraient être possibles, et que nous essayons d’étudier maintenant, est de capturer des informations du cerveau [pour une utilisation dans différentes applications] », a-t-il déclaré. «Par exemple, vous pouvez capturer ces informations, les envoyer directement via une interface cerveau-ordinateur et les utiliser pour stimuler les muscles d’un patient paralysé. Chez un patient paralysé, le cerveau fonctionne parfaitement, les muscles fonctionnent parfaitement, mais la communication neuronale est perdue entre ces deux points. Nous pourrions essayer de récupérer la déconnexion au moyen d’une interface cerveau-ordinateur. » Ces cas d’utilisation n’existent dans le domaine de la science-fiction que jusqu’à ce qu’ils n’existent pas soudainement. Ensuite, il y a toutes les autres applications potentielles d’une interface cerveau-ordinateur – telles que la surveillance de l’humeur ou des désirs et l’extraction des bonnes informations au bon moment

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