Se volete chiamatelo con la sua sigla, EEG. O se preferite impiegate la dizione estesa, elettroencefalogramma. Quello che conta è che sappiate quanto può essere utile per studiare il sistema nervoso. Con il test si registra la forza elettrica ed il numero di impulsi che si verificano in ogni secondo nelle diverse zone cerebrali, e quindi si possono cogliere eventuali alterazioni. Per questo l’indagine può essere impiegata nello studio di diverse condizioni patologiche, a partire dall’epilessia, che è legata ad alterazioni elettriche di uno o più nuclei di neuroni o di lesioni localizzate come ad esempio si possono osservare in caso di tumore o dopo un trauma. Si tratta, ovviamente, solo di esempi.
Ma a fianco delle applicazioni della diagnostica, che vanno sempre selezionate dallo specialista, vanno rilevati i progressi nella tecnologia. Tanto che nel prossimo futuro si potrebbe arrivare ad esaminare la situazione con dispositivi simili ad un capello. Lo propone, al posto dei tradizionali elettrodi metallici, una rete di fili e adesivi, un team di ricercatori della Università Statale della Pennsylvania che ha creato un dispositivo simile a un capello per il monitoraggio non invasivo a lungo termine dell’attività elettrica cerebrale.
Come funzionano i nuovi elettrodi
Come riporta una nota dell’ateneo l’elettrodo, leggero e flessibile, si attacca direttamente al cuoio capelluto e fornisce registrazioni stabili e di alta qualità dei segnali cerebrali. Soprattutto consente di mantenere prestazioni stabili per oltre 24 ore di utilizzo continuo, come rivela la ricerca pubblicata su Biomedical Innovations.
“Questo elettrodo consente un monitoraggio più costante e affidabile dei segnali EEG e può essere indossato senza essere notato, il che migliora sia la funzionalità che il comfort del paziente”
segnala nella nota dell’ateneo Tao Zhou, professore di ingegneria e meccanica presso la Wormley Family e autore senior dello studio.
Per superare queste limitazioni, il team di ricerca ha progettato un piccolo dispositivo di monitoraggio che assomiglia a una ciocca di capelli ed è realizzato in materiale idrogel stampato in 3D. Un’estremità è l’elettrodo. Ha l’aspetto di un piccolo punto e cattura i segnali elettrici del cervello dal cuoio capelluto. Dall’elettrodo si estende un lungo e sottile componente simile a un filo, che si collega al sistema di monitoraggio. Il dispositivo utilizza anche un inchiostro bioadesivo stampabile in 3D che consente all’elettrodo di aderire direttamente al cuoio capelluto senza bisogno di gel viscosi o altre preparazioni cutanee. Questo riduce al minimo lo spazio tra l’elettrodo e il cuoio capelluto, migliorando la qualità del segnale. La leggerezza, la flessibilità e l’elasticità del dispositivo consentono inoltre di mantenerlo in posizione, anche quando ci si pettina o si indossa e si toglie un cappellino da baseball, e di indossarlo per periodi di tempo più lunghi, rendendolo adatto al monitoraggio continuo.
Il team ha scoperto che il nuovo dispositivo offre prestazioni paragonabili agli elettrodi d’oro, gli elettrodi standard attualmente utilizzati per l’EEG. Tuttavia, l’elettrodo simile a un capello ha mantenuto un migliore contatto con la pelle e ha funzionato in modo affidabile per oltre 24 ore di utilizzo continuo, senza alcun degrado della qualità del segnale. Poiché gli elettrodi non devono essere rimossi e sostituiti come i tradizionali sistemi di monitoraggio EEG, eliminano il rischio di dati incoerenti, anche tra diverse sessioni di valutazione.
Curiosità finale: a differenza dei tradizionali elettrodi metallici, i nuovi elettrodi imitano i capelli umani e sono poco appariscenti sulla testa. Poiché il dispositivo è stampato in 3D, Zhou ha spiegato che è possibile stampare l’elettrodo in diversi colori per adattarsi a una persona.
Limiti da superare
Cosa cambia? Normalmente piccoli elettrodi metallici vengono posizionati sul cuoio capelluto e captano i deboli impulsi elettrici generati dalle cellule cerebrali. Gli elettrodi sono collegati a fili che vengono poi collegati a un dispositivo che visualizza l’attività cerebrale sotto forma di onde. Il tradizionale processo di monitoraggio EEG, tuttavia, può essere macchinoso e a volte disordinato. I suoi limiti ne rendono difficile l’utilizzo per un monitoraggio continuo a lungo termine.
Non solo. Per ottenere una buona registrazione dell’attività cerebrale, gli elettrodi devono adattarsi al cuoio capelluto. Eventuali spazi tra l’elettrodo e la pelle o la presenza di capelli folti possono ridurre la qualità del segnale registrato. Ricercatori e medici devono applicare gel sul cuoio capelluto per mantenere un buon contatto tra gli elettrodi e la pelle e la qualità del segnale. Per alcune persone, tuttavia, i gel possono causare irritazioni cutanee. È un processo che richiede tempo e deve essere ripetuto quando i gel si asciugano, soprattutto per chi deve essere monitorato in modo continuo o nel corso di più sessioni. Anche il processo di applicazione e riapplicazione è impreciso e può comportare l’utilizzo di quantità diverse di gel sugli elettrodi. Infine, gli elettrodi EEG convenzionali sono rigidi e possono spostarsi quando si muove la testa, anche di poco, il che può anche influire sull’uniformità dei dati.
