{"id":223053,"date":"2020-05-13T15:24:34","date_gmt":"2020-05-13T13:24:34","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=223053"},"modified":"2020-05-13T15:24:34","modified_gmt":"2020-05-13T13:24:34","slug":"meilenstein-in-der-messung-von-hirnaktivitaeten-mit-tattoo-elektroden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/meilenstein-in-der-messung-von-hirnaktivitaeten-mit-tattoo-elektroden\/","title":{"rendered":"Meilenstein in der Messung von Hirnaktivit\u00e4ten mit Tattoo-Elektroden"},"content":{"rendered":"

In unserem Gehirn arbeiten Milliarden von Nervenzellen und senden elektrische Str\u00f6me aus. Gemessen werden diese Str\u00f6me mittels eines EEGs (Elektroenzephalografie), um beispielsweise krankhafte Ver\u00e4nderungen im Gehirn zu untersuchen oder um herauszufinden, wie Menschen auf Stress reagieren. Dazu werden 20 Elektroden an bestimmten Stellen des Kopfes angebracht und \u00fcber Kabel mit einem EEG-Ger\u00e4t verbunden. Die gemessenen Str\u00f6me, die jeweils Spannungsunterschiede zwischen zwei Elektroden anzeigen, werden auf dem Monitor als Kurve dargestellt. In der Regel dauert eine EEG-Untersuchung etwa 30 Minuten. In bestimmten F\u00e4llen gibt es aber auch 24-Stunden-Messungen.<\/p>\n

Francesco Greco, der Leiter des Labors f\u00fcr angewandte Materialien f\u00fcr gedruckte und weiche Elektronik (LAMPSe) am Institut f\u00fcr Festk\u00f6rperphysik der TU Graz<\/a>, hatte bereits 2015 ultraleichte sogenannte \u201eTattoo-Elektroden\u201c entwickelt, die auf der Haut kaum wahrnehmbar sind und Langzeitmessungen der Hirnaktivit\u00e4t billiger und einfacher machen. Diese Elektroden werden mit einem Tintenstrahldrucker auf normales T\u00e4towierpapier gedruckt und dann wie Transfers auf die Haut geklebt, um Herz- oder Muskelaktivit\u00e4ten zu messen.<\/p>\n

Mit einer Dicke von gerade mal 700 bis 800 Nanometern (etwa 100 Mal d\u00fcnner als ein menschliches Haar) passen sich die Tattoos \u2013 die 2018 weiterentwickelt wurden \u2013 an jede Hautunebenheit an und sind am K\u00f6rper kaum wahrnehmbar. Dar\u00fcber hinaus brauchen diese Trockenelektroden im Gegensatz zu Gelelektroden keine Fl\u00fcssigkeit und trocknen daher nicht aus. Da sie auch, wenn die Haare durch das Tattoo hindurch wachsen, weiter messen, eignen sie sich besonders f\u00fcr Langzeitmessungen.<\/p>\n

Nicht nur f\u00fcr medizinischen Einsatz geeignet<\/h3>\n

Gemeinsam mit internationalen Kollegen aus Frankreich und Italien konnte Greco die Tattoo-Elektroden nun so modifizieren, dass sie auch zur Messung der Gehirnaktivit\u00e4ten eingesetzt werden k\u00f6nnen. Dazu wurden sowohl die Zusammensetzung als auch die Dicke des Abziehpapiers und des leitenden Polymers optimiert. So entsteht eine noch bessere Verbindung zwischen Tattoo-Elektrode und Haut, wodurch die EEG-Signale mit maximaler Qualit\u00e4t aufzeichnen zu k\u00f6nnen.\"\"<\/p>\n

\u201eHirnstromwellen befinden sich im niedrigen Frequenzbereich und EEG-Signale haben eine sehr geringe Amplitude. Sie sind viel schwieriger in einer hohen Qualit\u00e4t zu erfassen, als EMG- oder EKG-Signale\u201c, erkl\u00e4rt Laura Ferrari vom BioRobotics Institute, Scuola Superiore Sant\u2019Anna<\/a>, in Italien. Tests unter realen klinischen Bedingungen h\u00e4tten gezeigt, dass die EEG-Messung mit den optimierten Tattoos genauso gut gelingt wie mit konventionellen EEG-Elektroden, sagen die Wissenschaftler. \u201eDurch den Tintenstrahldruck und die handels\u00fcblichen Substrate sind unsere Tattoos aber deutlich g\u00fcnstiger als derzeitige EEG-Elektroden und bieten im direkten Vergleich auch mehr Vorteile hinsichtlich Tragekomfort und Langzeitmessungen\u201c, so Greco.<\/p>\n

Die neuartigen Tattoo-Elektroden eignen sich aber nicht nur f\u00fcr Langzeit-EEGs, sondern sind auch kompatibel mit der Magnetenzephalographie (MEG) ist. Bisher konnten f\u00fcr diese Art der \u00dcberwachung der Gehirnaktivit\u00e4t ausschlie\u00dflich sogenannte \u201enasse Elektroden\u201c eingesetzt werden. Diese sind f\u00fcr Langzeitmessungen ungeeignet, da sie nur auf Basis von Elektrolyt, Gel oder einer Elektrodenpaste funktionieren und daher schnell austrocknen.<\/p>\n

\u201eMit unserer Methode stellen wir die perfekte MEG-kompatible Elektrode her und reduzieren gleichzeitig die Kosten und die Produktionszeit\u201c, freut sich Greco \u00fcber die neue Generation von Tattoo-Elektroden. Er \u00fcberlegt bereits, wie diese Technologie nicht nur in Kliniken, sondern auch in den Bereichen Neuroengineering und Brain Computer Interfaces eingesetzt werden kann.<\/p>\n