Un plasture flexibil, aplicat pe față asemenea unuia obișnuit, ar putea face mai ușoară monitorizarea activității creierului în viața de zi cu zi. Testat timp de aproape 24 de ore, dispozitivul a înregistrat semnale cerebrale stabile.
Plasturele EEG trEEGrid poate înregistra activitatea electrică a creierului timp de aproape 24 de ore, inclusiv în timpul somnului, în condiții obișnuite de viață.
Dispozitivul are opt canale de înregistrare și folosește electrozi flexibili, care se aplică pe față, precum un plasture obișnuit.
Într-un studiu cu 10 participanți, sistemul a menținut un contact stabil cu pielea, iar datele au permis identificarea unor răspunsuri cerebrale la diferite sarcini.
Tehnologia este încă în dezvoltare și ar putea fi folosită în viitor pentru cercetarea tulburărilor de somn, a somnolenței diurne și a unor afecțiuni neurologice.
Electroencefalografia (EEG) este o metodă prin care activitatea electrică a creierului este înregistrată cu ajutorul unor electrozi. Aceasta oferă informații importante despre funcționarea creierului, însă monitorizarea pe perioade lungi poate fi dificilă atunci când echipamentele sunt incomode sau limitează mișcările persoanei.
O soluție ar putea veni de la Institutul Fraunhofer pentru Tehnologia Mediilor Digitale IDMT din Oldenburg, Germania. Grupul de Neurotehnologii Mobile al institutului dezvoltă un sistem EEG discret, conceput pentru a fi purtat în activitățile obișnuite, nu doar în medii de testare controlate.
Într-un studiu publicat în revista Sensors în 2026, echipa a evaluat cât de bine funcționează acest sistem pe parcursul unei zile și al unei nopți. Rezultatele arată că plasturele poate menține o calitate stabilă a contactului cu pielea și poate înregistra semnale relevante chiar și după o noapte de somn.
Dispozitivul, numit trEEGrid, este un plasture flexibil cu opt canale, prevăzut cu electrozi și dezvoltat de Fraunhofer IDMT. Acesta are un material conductiv aplicat în prealabil, astfel încât poate fi atașat pe față fără a necesita montarea unui echipament voluminos pe cap.
Spre deosebire de sistemele cu electrozi uscați, plasturele nu trebuie să exercite presiune asupra capului pentru a obține un contact bun. Un alt element important este amplificatorul miniatural, conectat în spatele urechii, care preia și amplifică semnalele înregistrate.
Această amplasare reduce sensibilitatea sistemului la interferențele provocate de mișcarea cablurilor. Alimentarea este asigurată de o unitate de bază purtată într-un buzunar, în zona taliei sau a pieptului, care permite utilizatorului să se miște cu relativă libertate.
Scopul este ca activitatea cerebrală să poată fi urmărită pe perioade mai lungi, fără disconfortul asociat unor echipamente EEG tradiționale.
Pentru a testa tehnologia, cercetătorii au echipat 10 participanți cu plasturele trEEGrid, pe care aceștia l-au purtat continuu timp de aproximativ 24 de ore.
În timpul zilei, participanții au realizat sarcini scurte care implicau stimuli auditivi și vizuali, au făcut exerciții de relaxare și au rezolvat puzzle-uri Sudoku. Pe timpul nopții, somnul a fost înregistrat în dormitoarele lor.
Echipa a verificat periodic contactul dintre electrozi și piele, măsurând impedanța, adică rezistența electrică a acestui contact. Pentru comparație, au fost utilizați și electrozi inelari convenționali, aplicați din nou pentru fiecare măsurătoare comparativă.
Cu câteva excepții, plasturele a păstrat un contact stabil pe întreaga perioadă de testare. Valorile medii ale impedanței au fost sub 140 kΩ pentru toate cele opt canale în prima zi și au coborât sub 100 kΩ în a doua zi.
Un alt rezultat important a fost că dispozitivul a rămas bine fixat chiar și după înregistrarea din timpul nopții. Astfel, cercetătorii au putut analiza datele obținute atât în timpul activităților de peste zi, cât și după somn.
Un contact stabil între electrozi și piele este important, dar nu este suficient. Pentru ca un astfel de dispozitiv să fie util, datele înregistrate trebuie să permită identificarea unor tipare relevante ale activității cerebrale.
În analiza ulterioară, cercetătorii au reușit să identifice răspunsuri caracteristice sarcinilor prezentate participanților. De exemplu, semnalele EEG au permis diferențierea între nivelurile ușoare și cele dificile ale puzzle-urilor Sudoku.
Rezultatul arată că sistemul nu a menținut doar contactul cu pielea, ci a înregistrat și semnale care au putut fi analizate în raport cu activitățile desfășurate.
„Soluția noastră actuală cu senzori captează deja semnale EEG în situații cotidiene de bază, cu o stabilitate ridicată a contactului. Poate fi purtată mult mai discret, este semnificativ mai confortabilă și, prin urmare, poate fi utilizată pentru perioade mai lungi decât sistemele tradiționale”, explică dr.-ing. Insa Wolf, șefa departamentului de Neurotehnologii Mobile de la Fraunhofer IDMT.
Aceasta subliniază că sistemul și studiul de fezabilitate deschid o nouă direcție pentru înregistrarea și interpretarea datelor privind activitatea cerebrală.
Posibilitatea de a înregistra activitatea cerebrală în afara unui laborator ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine ce se întâmplă în creier în timpul somnului, al activităților zilnice sau al perioadelor de oboseală.
Fraunhofer IDMT urmărește să utilizeze astfel de date obținute pe termen lung pentru a studia mai bine tulburările de somn, somnolența diurnă și bolile neurodegenerative. Alte direcții de interes includ documentarea automată a crizelor epileptice și cercetarea mecanismelor neurologice asociate unor afecțiuni precum encefalomielita mialgică/sindromul de oboseală cronică (ME/CFS).
Tehnologia ar putea avea aplicații și în transporturi. Monitorizarea atenției și a oboselii ar putea contribui la evaluarea sistemelor de asistență utilizate în vehicule sau în cabinele de pilotaj.
Totuși, acestea sunt direcții de cercetare, nu utilizări clinice deja demonstrate de studiul actual. Testarea arată că dispozitivul poate înregistra semnale EEG în condiții cotidiene de bază, dar nu demonstrează că poate diagnostica boli sau detecta automat toate evenimentele neurologice.
Cercetarea a fost realizată cu participarea unor membri ai echipei de cercetare, astfel că următorul pas este testarea sistemului pe un grup mai divers de persoane, fără cunoștințe de specialitate.
În paralel, Fraunhofer IDMT și compania Brain Products GmbH, care a dezvoltat prototipul amplificatorului miniatural folosit în studiu, colaborează la proiectul ISES. Acesta urmărește dezvoltarea unui sistem interactiv de monitorizare a somnului, destinat detectării precoce a tulburărilor de somn specifice fiecărui sex.
Printre obiective se numără prelungirea duratei de funcționare a bateriei și adăugarea unor senzori care să înregistreze mișcările, oferind informații suplimentare despre contextul în care sunt colectate semnalele cerebrale.
Cercetătorii au obținut deja primele semnale EEG relevante în timpul mersului pe jos și al mersului cu bicicleta. Pentru a putea analiza mai bine aceste înregistrări, echipa dezvoltă metode bazate pe inteligență artificială, care să ajute la identificarea și filtrarea automată a interferențelor produse, de exemplu, de mișcările ochilor sau ale mușchilor.
Studiul reprezintă, așadar, un pas către un „laborator EEG mobil”, în care activitatea cerebrală să poată fi urmărită în condiții mai apropiate de viața reală. Pentru ca această abordare să ajungă la utilizări mai largi, va fi însă nevoie de testări suplimentare și de validarea sistemului în contexte și la persoane cât mai diverse.
Studiul: Joanna E. M. Scanlon și colab., Around the Clock: Wearing a Flex-Printed trEEGrid Electrode Patch and Miniaturized Amplifier for Nearly 24 Hours Across Daytime and Overnight EEG Sessions, revista Sensors, 2026. DOI: 10.3390/s26165309