Các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas ở Austin đã phát triển các điện cực ghi điện não đồ (EEG) mà bệnh nhân có thể đeo trên đầu để theo dõi hoạt động của não. Hệ thống điện cực EEG hoạt động như một giao diện não-máy tính (BCI), có thể được điều khiển bằng tín hiệu não để giúp sửa chữa tổn thương não do đột quỵ và các bệnh khác.
Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Biosensors and Bioelectronics. Kết quả nghiên cứu cho thấy các điện cực có thể được đeo thoải mái và ổn định trong tối đa bốn tuần mà không cần bất kỳ sự can thiệp y tế nào. Đây là một cải tiến lớn so với các điện cực hiện có, thường cần được thay thế vài giờ hoặc nhiều nhất là vài ngày.
Huiliang (Evan) Wang, trợ lý giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Y sinh tại Trường Kỹ thuật Cockrell và là một trong những người đứng đầu dự án, cho biết: "Chúng tôi hy vọng rằng mọi người có thể đeo thiết bị này trong thời gian dài ở nhà, nơi họ có thể phục hồi chức năng không cần phải liên tục đến phòng khám hoặc phục hồi chức năng hàng ngày trong nhiều tuần, khi bạn đang hồi phục sau cơn đột quỵ, điều đó thậm chí còn khó khăn hơn."
Có hai loại điện cực EEG chính hiện nay, khô và ướt, nhưng cả hai loại điện cực này đều không hoạt động tốt để theo dõi liên tục trong thời gian dài. Các điện cực ướt dựa trên gel thực hiện công việc ghi lại hoạt động của não tốt hơn, nhưng cần bảo trì nhiều hơn so với các điện cực khô.
Điện cực mới này tận dụng các ưu điểm của điện cực gel ướt và loại bỏ các nhược điểm lớn như xu hướng khô và sau đó rơi ra..
Điện cực được áp dụng cho con người. Nguồn: Đại học Texas ở Austin
Các nhà nghiên cứu đã đưa ý tưởng này tiến thêm một bước bằng cách kết hợp polyme dẫn điện với polyme có hàm lượng nước cao. Điều này cho phép họ tận dụng những lợi ích của vật liệu dựa trên gel, chủ yếu là do sự can thiệp của da và tóc, một khái niệm được gọi là trở kháng điện cực-da.
Hệ thống điện cực ghi lại hoạt động của não, chẳng hạn như não ra lệnh cho một bàn tay di chuyển. Tuy nhiên, đột quỵ có thể làm gián đoạn các đường thần kinh giữa các bộ phận của cơ thể, khiến việc ra hiệu hành động trở nên khó khăn hơn. Sự kết hợp giữa giao diện não-máy tính và kích thích điện chức năng có thể biến ý tưởng di chuyển một bộ phận cơ thể thành một hành động kích thích vùng mục tiêu thực hiện các mệnh lệnh của não. Cách tiếp cận này có thể giúp xây dựng lại các con đường giao tiếp giữa não và các bộ phận khác của cơ thể bị tổn thương do đột quỵ.
Trình diễn kết hợp các điện cực POLiTAG với thiết bị EEG kênh đơn không dây
Nhà nghiên cứu Del Millán cho biết: “Những điện cực EEG mới này có khả năng cách mạng hóa lĩnh vực giao diện EEG không xâm lấn, hiện đang cần sự hỗ trợ chuyên nghiệp rộng rãi mỗi khi hệ thống được thiết lập”. "Hơn nữa, vì việc làm chủ BCI và tạo ra sự phục hồi chức năng cũng như tính linh hoạt của Não bộ cần phải được đào tạo theo chủ đề và việc có một hệ thống lâu dài mà mọi người có thể sử dụng tự chủ suốt cả ngày sẽ nâng cao tiềm năng của công nghệ này."
Bước tiếp theo của các nhà nghiên cứu là mở rộng thời gian có thể đeo các điện cực và các loại hoạt động mà giao diện máy tính não dựa trên điện não đồ có thể đeo này có thể hỗ trợ. Họ cũng đang nghiên cứu các ứng dụng như điều khiển xe lăn và di chuyển các bộ phận giả.