Une électrode fine surpasse l’EEG classique

Des scientifiques ont créé une électrode imprimable en 3D, aussi fine qu’un cheveu humain, capable de surveiller l’activité cérébrale avec plus de précision que les techniques standard utilisées pour diagnostiquer des affections telles que l’épilepsie et les troubles du sommeil.

21 électrodes pour une surveillance cérébrale complète

Lorsque l’on pense à une personne subissant un électroencéphalogramme (EEG) pour diagnostiquer une affection comme l’épilepsie, on imagine généralement une tête couverte de multiples électrodes. En effet, la méthode EEG traditionnelle utilise 21 électrodes placées à des endroits précis du cuir chevelu afin de surveiller l’activité cérébrale dans différentes régions.

Une équipe de recherche de l’Université d’État de Pennsylvanie (Penn State) a présenté une avancée majeure dans la technologie EEG : une seule électrode, aussi fine qu’un cheveu, qui surpasse les systèmes classiques à électrodes multiples.

« Cette nouvelle électrode permet une surveillance EEG plus stable et fiable, tout en étant discrète et confortable à porter », a déclaré Tao Zhou, professeur en sciences et mécanique de l’ingénierie à Penn State et co-auteur de l’étude.

Mobilité réduite et installation contraignante

Les EEG, qui mesurent l’activité électrique du cerveau, jouent un rôle essentiel dans le diagnostic et le suivi des troubles neurologiques comme l’épilepsie, les crises, les troubles du sommeil et les lésions cérébrales. Toutefois, les électrodes rigides utilisées dans les EEG classiques peuvent produire du bruit et des artefacts au moindre mouvement, limitant ainsi la mobilité des patients. La plupart des configurations standard reposent sur des « électrodes humides » nécessitant l’application d’un gel conducteur pour maintenir le contact avec le cuir chevelu—un procédé salissant et peu pratique, d’autant plus que le gel sèche et doit être réappliqué pour préserver la qualité du signal.

« Ces facteurs modifient l’impédance, c’est-à-dire l’interface entre le cuir chevelu et les électrodes, ce qui peut déformer les signaux cérébraux enregistrés », a expliqué Zhou. « Et comme le placement des électrodes n’est pas toujours parfaitement constant, même de légers déplacements peuvent entraîner des variations dans les données recueillies. »

L’électrode EEG discrète et sans gel de Penn State offre un port à long terme et un confort amélioré.

Pour surmonter les limites des configurations EEG traditionnelles, les chercheurs de Penn State ont créé un dispositif « stick-and-play » sans gel pour une surveillance cérébrale continue. Conçu pour un port à long terme sans perturber les routines quotidiennes ni attirer l’attention, l’électrode est imprimée en 3D à partir d’un hydrogel polymère et mesure seulement 300 micromètres de large, soit l’épaisseur d’un cheveu humain. Elle peut même être personnalisée avec des colorants biocompatibles pour correspondre à la couleur des cheveux du porteur. Au lieu du gel, l’électrode adhère au cuir chevelu à l’aide d’un bioadhésif imprimable en 3D, qui s’est avéré presque deux fois plus résistant que les gels EEG commerciaux. Elle est restée en place pendant des activités telles que la douche et la transpiration, tout en étant facilement retirée sans irriter la peau.

Lors des tests comparant ses performances avec l’EEG standard à plusieurs électrodes, le dispositif a montré une forte adhésion et une sortie électrique constante pendant 24 heures, même pendant que les utilisateurs suivaient leurs routines normales. Les niveaux d’impédance sont restés stables après 12 et 24 heures, indiquant qu’il n’y avait pas de perte de qualité du signal. L’électrode à fil unique a également maintenu un meilleur contact avec la peau et éliminé les artefacts liés aux mouvements courants dans les configurations traditionnelles.

« Vous n’avez pas à vous inquiéter du déplacement de l’électrode ou des variations d’impédance, car elle reste solidement en place », a expliqué Zhou.

Les chercheurs envisagent un avenir sans fil pour l’EEG à électrode fine avec des applications réelles étendues.

Actuellement, l’appareil EEG à électrode fine est encore câblé, ce qui signifie que les utilisateurs doivent être connectés à un système d’enregistrement pendant son utilisation. Cependant, l’équipe de recherche vise à développer une version sans fil et prévoit une large gamme d’applications futures.

« Cette innovation pourrait alimenter la prochaine génération de technologies portables pour surveiller la santé mentale, le stress et la performance cognitive de manière discrète », ont noté les chercheurs. « Elle pourrait également améliorer les systèmes d’interface cerveau-ordinateur (BCI) en les rendant plus confortables et conviviaux, ce qui élargirait leur utilisation dans des domaines comme les technologies d’assistance, la réalité virtuelle et une interaction plus intuitive entre l’homme et l’ordinateur dans la vie quotidienne. »

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Lire l’article original sur : New Atlas

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