سماعات خارقة تحول الموجات الدماغية إلى بيانات صحية

حقّق باحثون في جامعة كاليفورنيا سان دييغو اختراقاً في مجال التقنية القابلة للارتداء، بتحويل سماعات أذن عادية إلى جهاز متطوّر قادر على تسجيل نشاط الدماغ، بالإضافة إلى جمع بيانات حمض اللاكتيك في العرق.

استشعار إشارات الدماغ

ترصد أجهزة الاستشعار المرنة المطبوعة بالأبعاد الثلاثية هذه الإشارات الفسيولوجية الكهربائية من الدماغ، وتحلّل حمض اللاكتيك في العرق الذي ينتجه الجسم عادةً خلال ممارسة الرياضة والتمثيل الغذائي. وتشكّل سماعات الأذن أداةً مثالية لجمع هذا النوع من البيانات، بسبب قرب المسافة بين الغدد العرقية في الأذن والدماغ.

يقف خلف هذه المقاربة المبتكرة دافعٌ أساسي، وهو إمكانية تشخيص مختلف أنواع النوبات. فمع وجود أكثر من 30 نوعاً من النوبات، وتأثير كلّ واحد منها على منطقة مختلفة من الدماغ تقدّم البيانات الفسيولوجية الكهربائية مجتمعة مع قياسات حمض اللاكتيك في العرق معلومات تشخيصية قيّمة. تدخل هذه البيانات الحيوية في التطبيقات الطبية طبعاً، ولكنّها أيضاً تذهب أبعد من ذلك، لتساعد في تحسين المراقبة الذاتية للأداء في أثناء ممارسة التمارين الرياضية، وفي تزويد صاحبها بمعلومات مهمّة عن مستويات التوتّر والتركيز.

قد لا يكون الاستشعار الحيوي من داخل الأذن جديداً، ولكن تميّز تقنية جهاز الاستشعار الجديدة يكمن في قدرتها على قياس نشاط الدماغ ومستوى حمض اللاكتيك في الوقت نفسه.

بيانات صحية

يرى الباحثون في مستقبل هذه التقنية مزيداً من التطوير والتحسين اللذين سيؤديان إلى عصر تصبح فيه الأجهزة القابلة للارتداء يوميّاً مدعومة بأجهزة استشعار للتصوير العصبي لجمع البيانات الصحية. وأشار جيرت كوينبرغز، أستاذ الهندسة الحيوية في جامعة كاليفورنيا، إلى أنّ القدرة على قياس نشاط الدماغ الإدراكي وأوضاع التمثيل الغذائي بواسطة جهاز واحد يُوضع في الأذن تفتح الباب واسعاً لكثير من تطبيقات المراقبة الصحية اليومية.

ولكن لتطوير هذه التقنية الاستشعارية كان لا بدّ من تجاوز تحديات تقنية متنوعة، فقد احتاج الباحثون إلى تصميم جهاز استشعار شديد الضغط والرقّة قادر على جمع عيّنات دقيقة من العرق. كما اضطروا إلى استخدام مكونات قابلة للانحناء، لضمان تكيّف جهاز الاستشعار مع شكل الأذن غير المتساوي واحتكاكه الدائم معها في الوقت نفسه. وأخيراً، صمّم الباحثون جهاز استشعار مطبوعاً ومزوّداً بنابض قادر على التكيّف مع حركة السماعات وتقديم قراءات دقيقة. تضمّ أجهزة الاستشعار الحيوية هذه أيضاً طبقة هيدروجيل رقيقة لتعزيز جمع البيانات من العرق.

وتتطلّب هذه الأجهزة حالياً كمية كبيرة من العرق، لتقديم تحليل بيانات ذي قيمة، ولكنّ التقدّم المستمر الذي تشهده يَعِد بدقّة متزايدة، وهذا الأمر يعني أنّ الحركة البدنية المكثفة لن تكون ضرورية في المستقبل للحصول على تحليل مفيد للعرق.