Исследователи разработали 3D-печатные датчики, которые могут записывать активность мозга с помощью наушников
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего нашли способ превратить повседневные наушники в высокотехнологичные гаджеты, способные регистрировать электрическую активность внутри мозга. Гибкие датчики, напечатанные на 3D-принтере, способны не только обнаруживать электрофизиологическую активность, исходящую от мозга, но также собирать пот.
Точнее, лактат пота — органическая кислота, которую организм вырабатывает во время физических упражнений и нормальной метаболической активности. Поскольку ухо содержит потовые железы и анатомически прилегает к мозгу, наушники являются идеальным инструментом для сбора такого рода данных.
Вам может быть интересно, почему ученые заинтересованы в сборе биометрической информации об активности мозга в области человеческого пота. Вместе данные ЭЭГ и данных о лактате пота можно использовать для диагностики различных типов судорог. Существует более 30 различных типов зарегистрированных припадков, которые классифицируются по-разному в зависимости от областей мозга, поражаемых во время события.
Но даже помимо диагностики эти переменные могут быть полезны, если вы хотите получить более полное представление о личных результатах во время тренировок. Кроме того, эти биометрические данные можно использовать для мониторинга уровня стресса и концентрации.

И хотя ушное считывание биометрических данных не является новой инновацией, эта сенсорная технология уникальна тем, что может измерять как активность мозга, так и уровень лактата. Однако что более важно, исследователи полагают, что по мере дальнейшего совершенствования и развития мы в конечном итоге увидим больше носимых устройств, которые используют датчики нейровизуализации, подобные тому, который создается для сбора данных о здоровье на повседневных устройствах.
— профессор биоинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Герт Каувенбергс.
На протяжении всего развития сенсорной технологии исследователям приходилось сталкиваться с некоторыми препятствиями. Им нужно было сделать датчики как можно меньшими и тонкими, чтобы они могли собирать крошечные образцы пота. По словам Эрнесто Де Ла Паса, доктора философии Эрнесто Де Ла Паса, им также пришлось интегрировать «компоненты, которые могут сгибаться», чтобы учесть неправильную форму уха.
Одной из основных технических проблем была возможность разместить датчики в ухе, особенно в козелке уха, который представляет собой анатомически уникальное пространство, расположенное перед ушным каналом. Оно может варьироваться от одного человека к другому. Это побудило исследователей создать «растягивающийся датчик в форме штампа», который можно легко прикрепить к поверхности наушника.

Но чтобы убедиться, что датчики действительно будут иметь прямой контакт с ухом и точно снимать показания, исследователи выбрали напечатанные на 3D-принтере подпружиненные датчики, которые «удерживают контакт, но могут регулироваться по мере движения наушников». Биометрические датчики также пришлось покрыть гидрогелевой пленкой, которая обеспечивала бы обильный сбор пота пользователя.
Несмотря на свои возможности и радужное будущее в качестве потенциального диагностического средства, 3D-печатным датчикам действительно нужно немало потрудиться, чтобы их можно было использовать для анализа данных. Но исследователи заявили, что в будущем датчики станут более точными, поэтому для значимого анализа пота могут не потребоваться тяжелые тренировки.
Точнее, лактат пота — органическая кислота, которую организм вырабатывает во время физических упражнений и нормальной метаболической активности. Поскольку ухо содержит потовые железы и анатомически прилегает к мозгу, наушники являются идеальным инструментом для сбора такого рода данных.
Вам может быть интересно, почему ученые заинтересованы в сборе биометрической информации об активности мозга в области человеческого пота. Вместе данные ЭЭГ и данных о лактате пота можно использовать для диагностики различных типов судорог. Существует более 30 различных типов зарегистрированных припадков, которые классифицируются по-разному в зависимости от областей мозга, поражаемых во время события.
Но даже помимо диагностики эти переменные могут быть полезны, если вы хотите получить более полное представление о личных результатах во время тренировок. Кроме того, эти биометрические данные можно использовать для мониторинга уровня стресса и концентрации.

И хотя ушное считывание биометрических данных не является новой инновацией, эта сенсорная технология уникальна тем, что может измерять как активность мозга, так и уровень лактата. Однако что более важно, исследователи полагают, что по мере дальнейшего совершенствования и развития мы в конечном итоге увидим больше носимых устройств, которые используют датчики нейровизуализации, подобные тому, который создается для сбора данных о здоровье на повседневных устройствах.
Возможность измерения динамики как когнитивной активности мозга, так и метаболического состояния тела с помощью одного встроенного в ухо устройства» может открыть огромные возможности для повседневного мониторинга здоровья
— профессор биоинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Герт Каувенбергс.
На протяжении всего развития сенсорной технологии исследователям приходилось сталкиваться с некоторыми препятствиями. Им нужно было сделать датчики как можно меньшими и тонкими, чтобы они могли собирать крошечные образцы пота. По словам Эрнесто Де Ла Паса, доктора философии Эрнесто Де Ла Паса, им также пришлось интегрировать «компоненты, которые могут сгибаться», чтобы учесть неправильную форму уха.
Одной из основных технических проблем была возможность разместить датчики в ухе, особенно в козелке уха, который представляет собой анатомически уникальное пространство, расположенное перед ушным каналом. Оно может варьироваться от одного человека к другому. Это побудило исследователей создать «растягивающийся датчик в форме штампа», который можно легко прикрепить к поверхности наушника.

Но чтобы убедиться, что датчики действительно будут иметь прямой контакт с ухом и точно снимать показания, исследователи выбрали напечатанные на 3D-принтере подпружиненные датчики, которые «удерживают контакт, но могут регулироваться по мере движения наушников». Биометрические датчики также пришлось покрыть гидрогелевой пленкой, которая обеспечивала бы обильный сбор пота пользователя.
Несмотря на свои возможности и радужное будущее в качестве потенциального диагностического средства, 3D-печатным датчикам действительно нужно немало потрудиться, чтобы их можно было использовать для анализа данных. Но исследователи заявили, что в будущем датчики станут более точными, поэтому для значимого анализа пота могут не потребоваться тяжелые тренировки.
- Алексей Павлов
- Erik Jepsen, UC San Diego
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Эксперты говорят: изобретение ученых из Перми решает одну из самых серьезных и опасных проблем в современной авиации
Американцы потратили на это десятки лет и миллиарды долларов, но открытие сделали в России...
ДНК из ниоткуда: 6000-летние останки в Колумбии ни с кем совпадают по генам. Вообще.
Если у этих людей нет ни предков, ни потомков, то кто они такие?...
Египетская «Зона 51»: Почему власти полностью засекретили «четвертую пирамиду»?
С 60-х годов ХХ века на объект Завиет-эль-Эриан не попал ни один ученый. Что скрывают военные за колючей проволокой?...
Секретные спутники Илона Маска заподозрили в использовании запрещенных сигналов
Что это значит для России и чем могут ответить наши военные?...
Археологи поражены: 404 тысячи лет назад «римляне» спокойно разделали гигантского слона... 3-сантиметровыми ножичками
Получается, что древние охотники могли справиться с самым большим животным в Европе буквально голыми руками?...
Ученые обнаружили на Кавказе «ужасного» хищника, способного дробить черепа с одного укуса
Почему же 400-килограммовый монстр, побеждавший медведей и саблезубых тигров, все-таки исчез с лица планеты?...
«Черный ящик» раскрыл тайну летучей мыши, пожирающей птиц прямо в полете
Ученые совершенно не ожидали, что рукокрылый властелин ночного неба по свирепости и охотничьему мастерству даст фору даже соколам...
2700 дней понадобилось ученым, чтобы, наконец, раскрыть главную тайну гигантских скатов
Оказалось, что манты ныряют на 1250-метровую глубину вовсе не за едой и не спасаясь от хищников...
Нападение акул, считавшихся абсолютно безобидными, вызвало шок у морских биологов
Кто виноват в этой ужасной трагедии? И почему эксперты говорят, что это только начало?...
В ближайшие 100 лет Юпитер «выстрелит» в Землю как минимум 342 раза
Российские ученые рассчитали: ближайшее «прицеливание» состоится уже 2031 году. Что вообще нам ожидать?...
Мог ли великий художник Клод Моне видеть в ультрафиолетовом спектре, как пчела?
Историки уверены: после операции на глазах с французским живописцем стали происходит очень странные вещи...
Ученые говорят: вся жизнь подчиняется одному секретному коду
Но почему это древнее ископаемое отказалось следовать ему?...
Затонувшие корабли с сокровищами у берегов Китая открывают поразительные факты о Великом морском шелковом пути
Да, это лонгрид! Но после его прочтения ваш взгляд на историю Китая изменится самым коренным образом...