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
Раскрыта главная тайна антарктического льда: ученые узнали, как и кем была взломана природная защита Шестого континента
Похоже, той Антарктиде, которую мы знаем, приходит конец. Впрочем, это не точно...
Древнеримский артефакт переписывает историю Америки: Колумб был не первым?
Почему находка из индейской могилы почти 100 лет вызывает ожесточенные споры среди археологов и историков?...
Еще раз об убийстве Андрея Боголюбского: что рассказали кости погибшего князя?
Профессор судебной медицины поправил историков и выявил неточности древних летописей...
Тайна гибели сибирского «Титаника»: почему некоторые детали катастрофы 1921 года неизвестны даже сейчас?
Поразительно, но тогда судьи единогласно оправдали капитана парохода. Так кто же тогда был виновником этого страшного происшествия?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены. Часть 2. Расплата
Как наука отменила срок давности у преступления? И какая тайна осталась не раскрытой?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены
Как новейшие технологии помогли сдвинуть с места нераскрываемое дело...
Главный секрет человеческого дыхания: ученые рассказали, почему мы дышим «вахтовым методом»
Эксперты предупреждают: из-за особенности организма многие люди не смогут попасть в космос. Но решение все-таки есть...
Жители Анд переписали свою ДНК: почему горные индейцы пьют ядовитую воду, но чувствуют себя при этом хорошо?
По словам ученых, эволюция сделала красивый и хитрый ход. И это не иммунитет к токсинам, а нечто другое, более интересное...
43 000 черепков открыли тысячелетние тайны Древнего Египта
Почему глиняная библиотека Атрибиса потрясла весь археологический мир?...
Ядерный взрыв на Луне: для чего советские ученые хотели провести такой грандиозный эксперимент?
Зачем России атомный реактор на Луне и как он поможет нам добраться до Венеры?...
Почему эти меры не спасут Антарктиду: пять проектов по спасению ледников оказались провалом
Эксперт жестко проанализировал самые популярные программы по сохранению льда на Шестом континенте. Увы, они оказались невыполнимой фантастикой, причем опасно...