Temporäre Tattoos, die Gedanken lesen können: Nein, das ist keine Science-Fiction, sondern ein technologischer Fortschritt, der in einem amerikanischen Labor entwickelt wurde. Diese elektronischen Tattoos, die zur Aufzeichnung der Gehirnaktivität konzipiert wurden, versprechen bedeutende Fortschritte in der Neurologie.
Links: Konventionelle EEG-Kappe und Elektroden.
Rechts: Gedruckte elektronische Tattoo-Sensoren, die mit einem herkömmlichen EEG-Gerät verbunden sind.
Die Elektroenzephalografie (EEG), eine Schlüsseltechnologie zur Diagnose von Störungen wie Epilepsie oder Gehirnverletzungen, basiert traditionell auf Elektroden, die über Kabel mit einer Kappe verbunden sind. Diese sperrige Konfiguration erfordert eine lange und präzise Einrichtung und ist für die Patienten oft wenig komfortabel.
Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher der University of Texas in Austin eine biokompatible Tinte entwickelt, die durch Haare hindurch zur Kopfhaut gelangt. Dieses leitfähige Polymer wird mithilfe eines digital gesteuerten Tintenstrahldruckers direkt auf den Kopf der Testperson aufgetragen, wodurch eine präzise Platzierung dieser "Elektroden" in wenigen Minuten möglich wird.
Sobald die Tinte getrocknet ist, funktioniert sie als Sensor für Gehirnwellen. In Tests mit fünf Freiwilligen zeigte sich, dass die Technologie genauso leistungsfähig wie traditionelle Systeme ist, dabei jedoch deutlich mehr Komfort bietet. Die Tinte, die dünner als ein Haar ist, gewährleistet sogar eine Signalstabilität von 24 Stunden, im Gegensatz zu nur sechs Stunden bei klassischen Elektroden.
Die Forscher haben zudem leitfähige Verbindungen direkt auf die Haut gedruckt und damit externe Kabel überflüssig gemacht. Langfristig könnten diese Tattoos drahtlose Sender integrieren, wodurch das EEG vollständig autark und mobil würde.
Diese Innovationen sind nicht auf medizinische Diagnosen beschränkt. Sie ebnen den Weg für Gehirn-Maschine-Schnittstellen, die es beispielsweise ermöglichen, Geräte mit Gedanken zu steuern. Patienten mit Lähmungen oder Epilepsie könnten von einer Echtzeitüberwachung durch diese miniaturisierten Geräte profitieren.
Die nächsten Schritte beinhalten die Anpassung der Tinte an langes Haar und die Erhöhung ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung, insbesondere während des Schlafs. Das Potenzial ist enorm: von der nächtlichen Überwachung von Schlafstörungen bis hin zu alltäglichen Anwendungen für Patienten mit chronischen Erkrankungen.
Diese Technologie ist mehr als nur ein medizinischer Fortschritt: Sie markiert einen Schritt hin zu einer nahtloseren Integration von Mensch und Maschine. Mit einer solchen Präzision und Benutzerfreundlichkeit könnte das elektronische Tattoo das Schlüsselwerkzeug der Neurowissenschaften von morgen werden.
Was ist ein elektronisches Tattoo für das Gehirn?
Ein elektronisches Tattoo für das Gehirn ist eine dünne Schicht aus leitfähigem Material, die direkt auf die Kopfhaut aufgebracht wird. Es funktioniert wie eine Elektrode, um die Gehirnaktivität zu messen.
Bestehend aus biokompatiblen leitfähigen Polymeren kann es durch Haare hindurch die Kopfhaut erreichen. Einmal angebracht, erfasst es die vom Gehirn ausgesendeten elektrischen Signale, ähnlich wie ein herkömmliches Elektroenzephalogramm, jedoch mit weniger Einschränkungen.
Im Gegensatz zu klassischen Elektroden ist dieses Gerät temporär und schmerzfrei. Es wird schnell mithilfe eines von einem Algorithmus gesteuerten Tintenstrahldruckers aufgetragen. Diese Tattoos ermöglichen eine millimetergenaue Präzision und eliminieren sperrige Kabel.
Das Ziel ist es, diese Tattoos robuster zu machen und sie gegen Bewegungen oder Feuchtigkeit widerstandsfähig zu machen, um ihre Anwendung in Kontexten wie Schlafüberwachung oder Gehirn-Maschine-Schnittstellen zu verbessern.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Cell Biomaterials