Les tatouages du cuir chevelu imprimés par jet d'encre pourraient permettre de surveiller le cerveau en déplacement

L'électroencéphalographie (EEG) peut fournir une multitude d'informations sur l'activité électrique du cerveau d'une personne, mais celle-ci doit porter une calotte crânienne encombrée d'électrodes. Toutefois, ces calottes pourraient bientôt être remplacées par des tatouages du cuir chevelu imprimés au jet d'encre.

Entre autres, les EEG sont fréquemment utilisés pour surveiller et diagnostiquer une grande variété de lésions cérébrales et de troubles cérébraux tels que l'épilepsie. Ils sont également utilisés pour évaluer les problèmes de sommeil et même pour permettre aux personnes paralysées de contrôler des ordinateurs (ou d'autres appareils) par la pensée.

En règle générale, les personnes qui subissent un EEG doivent porter une calotte crânienne équipée d'un ensemble d'électrodes câblées. Chacune de ces électrodes est recouverte d'un gel conducteur qui permet de lire les signaux électriques du cerveau à travers les cheveux et la peau du patient.

Il va sans dire que ces bonnets ne seraient pas très pratiques - et auraient une drôle d'allure - pour une personne qui les porterait tout au long de la journée dans le cadre de ses activités habituelles. Le gel se dessécherait également, ce qui entraînerait des résultats médiocres.

Par conséquent, les EEG sont généralement réalisés sur des périodes relativement courtes dans les hôpitaux ou les cliniques, le patient restant assis ou allongé pendant toute la durée de l'examen. Cela signifie que les relevés enregistrés peuvent ne pas refléter la façon dont l'activité cérébrale de la personne varie au fil des jours, voire des semaines, pendant qu'elle fait ce qu'elle a l'habitude de faire.

Une alternative plus mobile aux électrodes EEG, qui est à l'étude depuis plus de dix ans, consiste à remplacer les électrodes par des tatouages temporaires du cuir chevelu composés d'encre conductrice. L'un des problèmes de cette approche réside dans le fait que ces « e-tatouages » ne fonctionnent que sur une peau totalement dépourvue de poils. Même si les tatouages électroniques étaient appliqués sur une peau rasée, ils deviendraient inefficaces à mesure que les poils repousseraient.

C'est là que les nouveaux e-tatouages entrent en jeu. Ils sont développés par des scientifiques de l'université du Texas à Austin et de l'université de Californie à Los Angeles (UCLA).

Les tatouages électroniques offrent une grande fidélité du signal, même sur des périodes prolongées.

Le processus de tatouage commence par un balayage en 3D de la tête du patient. En utilisant ces données sur la forme de la tête, un algorithme informatique détermine l'emplacement optimal des tatouages électroniques sur la personne concernée. Ces tatouages sont ensuite rapidement appliqués par un robot d'impression à microjet à 5 axes.

Il est important de noter que la buse d'impression de ce robot n'entre pas en contact avec la peau du patient. Elle projette l'encre conductrice à une vitesse telle qu'elle passe à travers les cheveux et sur la peau sous-jacente. Elle forme alors un film souple, extensible et respirant qui n'est pas affecté par les poils qui poussent autour de lui.

Chaque tatouage électronique comprend à la fois l'électrode elle-même et un « fil » - composé d'un type d'encre différent - qui part de l'électrode et descend le long de la nuque du patient. La base de chaque fil tatoué est alors reliée à un fil réel, lui-même connecté à un petit enregistreur EEG commercial portable.

Un système optimisé pour une utilisation réelle serait considérablement plus élégant que ce dispositif expérimental

« Le Saint-Graal de l'EEG est un capteur que les patients peuvent porter pendant de longues périodes, en dehors du cadre clinique et sans avoir besoin d'une maintenance constante », explique le professeur Nanshu Lu de l'UT Austin, l'un des chefs de file du projet. « Ce que nous avons mis au point ouvre la voie à une détection EEG plus mobile.

Le processus ne fonctionne actuellement que sur des cuirs chevelus assez courts, c'est pourquoi les scientifiques travaillent sur un système robotique qui peigne les cheveux plus longs, en les écartant pour que l'imprimante puisse atteindre la peau en dessous. Ils sont également en train de rendre l'encre plus résistante à la friction, car elle s'efface actuellement assez facilement.

Un article sur cette étude a récemment été publié dans la revue Cell Biomaterials. Le processus de tatouage électronique est présenté dans la vidéo ci-dessous.

https://news.utexas.edu/2024/12/04/ink-based-e-tattoo-can-decode-brainwaves