Um único Eletrodo Fino como um Fio de Cabelo Supera o Desempenho do EEG Tradicional de 21 Derivações
Crédito:A single hairlike electrode is the future of brain monitoring for things like seizures Zhou Lab/Penn State CC BY-NC-ND 4.0
Cientistas criaram um eletrodo imprimível em 3D, tão fino quanto um fio de cabelo humano, que pode monitorar a atividade cerebral com mais precisão do que as técnicas padrão usadas para diagnosticar condições como epilepsia e distúrbios do sono.
21 Eletrodos para Monitoramento Cerebral Abrangente
Quando você pensa em alguém se submetendo a um eletroencefalograma (EEG) para diagnosticar uma condição como epilepsia, provavelmente imagina uma cabeça coberta por múltiplos eletrodos. Isso porque a configuração tradicional do EEG envolve 21 eletrodos colocados em áreas específicas do couro cabeludo para monitorar a atividade cerebral em diferentes regiões.
Uma equipe de pesquisa da Universidade Estadual da Pensilvânia (Penn State) introduziu um avanço na tecnologia de EEG: um único eletrodo, semelhante a um fio de cabelo, que supera os sistemas convencionais com múltiplos eletrodos.
“Este novo eletrodo oferece um monitoramento do sinal de EEG mais estável e confiável, além de ser discreto e confortável de usar”, disse Tao Zhou, professor de ciências da engenharia e mecânica na Penn State e coautor correspondente do estudo.
Crédito:Standard EEGs commonly use around 20 electrodes attached with conductive gel Depositphotos
Os EEGs, que medem a atividade elétrica do cérebro, desempenham um papel vital no diagnóstico e rastreamento de condições neurológicas como epilepsia, convulsões, distúrbios do sono e lesões cerebrais. No entanto, os eletrodos rígidos usados nos EEGs convencionais podem gerar ruído e artefatos até mesmo com movimentos leves, restringindo a mobilidade do paciente. A maioria das configurações padrão depende de “eletrodos úmidos” que requerem gel condutor para manter contato com o couro cabeludo — um processo confuso e inconveniente, especialmente porque o gel seca e precisa ser reaplicado para preservar a qualidade do sinal.
“Esses fatores alteram a impedância, ou a interface entre o couro cabeludo e os eletrodos, o que pode distorcer os sinais cerebrais registrados“, explicou Zhou. “E como o posicionamento dos eletrodos nem sempre é perfeitamente consistente, mesmo pequenas mudanças podem levar a variações nos dados capturados.”
O discreto eletrodo de EEG sem gel da Penn State oferece uso prolongado e maior conforto
Para superar limitações do EEG tradicional, pesquisadores da Penn State criaram um dispositivo sem gel, discreto e reutilizável, feito em 3D com hidrogel e com largura de 300 micrômetros — similar a um fio de cabelo. Ele pode até ser personalizado com corantes biocompatíveis para combinar com a cor do cabelo do usuário. Em vez de gel, o eletrodo adere ao couro cabeludo usando um bioadesivo imprimível em 3D que se mostrou quase duas vezes mais forte que os géis de EEG comerciais. Ele permaneceu no lugar durante atividades como tomar banho e transpirar, mas foi removido facilmente sem irritar a pele.
Em testes, o dispositivo mostrou forte adesão e sinal estável por 24 horas, mesmo durante atividades diárias, comparado ao EEG padrão. Os níveis de impedância permaneceram estáveis após 12 e 24 horas, indicando que não houve perda na qualidade do sinal. O eletrodo de fita única também manteve melhor contato com a pele e eliminou artefatos relacionados ao movimento comuns em configurações tradicionais.
Crédito:The hairlike electrode (on the left) compared with an actual human hair (right) Zhou Lab/Penn State CC BY-NC-ND 4.0 (original image extended using generative AI)
“Você não precisa se preocupar com o deslocamento do eletrodo ou com mudanças na impedância, pois ele permanece firmemente no lugar”, explicou Zhou.
Pesquisadores vislumbram um futuro sem fio para um EEG semelhante a um fio de cabelo com amplas aplicações no mundo real
Atualmente, o dispositivo EEG semelhante a um fio de cabelo ainda é com fio, exigindo conexão a um sistema de gravação durante o uso. No entanto, a equipe de pesquisa pretende desenvolver uma versão sem fio e vislumbra uma ampla gama de aplicações futuras.
“Essa inovação pode impulsionar tecnologias vestíveis para monitorar saúde mental e estresse discretamente”, disseram os pesquisadores. “Também pode melhorar interfaces cérebro-computador, tornando-as mais confortáveis e ampliando seu uso em tecnologias assistivas, realidade virtual e interação humano-computador.”
Leia o Artigo Original em: New Atlas
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