Tá trealamh fála EEG traidisiúnta toirtiúil, braitheann sé ar fhoirmiú seoltaí, agus tá sé so-ghabhálach do chur isteach. Le go mbeidh teicneolaíocht na hinchinne (BCI) mar chuid den ghnáthshaol laethúil, ní mór tús a chur le nuálaíocht ón tús. Le déanaí, d’fhoilsigh foireann faoi cheannas an Taighdeora Liu Ran agus an tOllamh Gao Xiaorong ó Scoil na hInnealtóireachta Bithleighis in Ollscoil Tsinghua éacht suntasach san iris ACS Applied Materials & Interfaces: d’fhorbair siad leictreoid micrineedle bunaithe ar MXene a chumasaíonn ní hamháin sealbhú comhartha EEG ardcháilíochta i dtimpeallachtaí casta ach a thairgeann na buntáistí a bhaineann le bheith saor ó chaitheamh, glóthach{5}. Réitíonn an leictreoid nua seo an bealach do ghléasanna BCI a bheith coitianta.
Ⅰ. "Paiste Inchinne" Níos Cliste
Is gnách go n-úsáideann gléasanna traidisiúnta leictritheifeilagrafaíochta (EEG) leictreoidí fliucha atá bunaithe ar ghlóthach. Cé go dtugann siad cáilíocht chomhartha chobhsaí, is féidir leo a bheith deacair a úsáid, is féidir leo a bheith ina chúis le greannú craicinn, agus is féidir go gcuirfí isteach orthu. Le blianta beaga anuas, tá leictreoidí tirime tagtha chun cinn mar rogha eile, ach bhí sé ina dhúshlán leanúnach in eolaíocht ábhair agus neuroengineering cothromaíocht a dhéanamh ar chompord, ar cháilíocht na comhartha, agus ar éascaíocht caitheamh.
D’úsáid an fhoireann taighde seo MXene (cineál d’ábhar déthoiseach carbóin) mar chroíse seoltaí agus chomhcheangail siad é le struchtúr micreashnáthaidí chun leictreoid EEG tirim a dhearadh nach bhfuil ach 1 milliméadar cearnach aige. Le déanaí tharraing MXene aird fhorleathan as a seoltacht den scoth, a sholúbthacht agus a bith-chomhoiriúnacht. Cuireann an t-eagar micreashnáthaidí ar chumas an leictreoid "treá go héasca" a dhéanamh ar chiseal dromchla an chraiceann, an strataim choirne, rud a chuireann deireadh leis an ngá atá le bearrtha nó le glóthach a chur i bhfeidhm, agus a chuireann ar chumas éadáil comharthaí EEG ísealchostais, ard-bhacthachta le cóimheas torainn. Ní hamháin go bhfeabhsaíonn an struchtúr seo go mór an cobhsaíocht teagmhála idir an leictreoid agus an scalp, ach cuireann sé buntáistí ar nós friotaíocht le gluaiseacht, allais agus ath-inúsáidteacht.
Ⅱ. Próiseáil agus Tástáil: Ní hé amháin go bhfuil sé éadrom, ach luíonn sé freisin le feidhmchláir MRI agus ardluais iarnróid.
Chun feidhmíocht chuimsitheach an leictreoid a fhíorú, rinne taighdeoirí tástálacha turgnamhacha thar iltoisí, lena n-áirítear airíonna ábhartha, feidhmíocht fála comhartha fiseolaíocha, bith-chomhoiriúnacht, agus comhoiriúnacht MRI.
Ar dtús, i monarú leictreoid, d'úsáid na taighdeoirí teicneolaíocht iompróra micromolding agus hidrogel chun a chinntiú go gcoimeádann an t-eagar microneedle cumas puncture agus ag an am céanna solúbthacht den scoth a choinneáil chun damáiste craiceann a chosc. Cóireáladh an dromchla le hábhar MXene, rud a cheadaíonn tiús inrialaithe an chiseal seoltaí, ag baint amach cobhsaíocht struchtúrach agus cumas ard-chomhartha a ghabháil.
Le linn na céime tástála comhartha, chuir an fhoireann an leictreoid i bhfeidhm ar pharaidím chomhéadain ríomhaire inchinne: seasta-luaigh cumas amhairc amhairc (SSVEP). Faoi láthair tá SSVEP ar cheann de na foinsí comhartha is cobhsaí agus is cruinne i BCIanna neamh-ionracha agus úsáidtear go forleathan é i gcásanna mar ionchur litrithe agus rialú róbait. Léirigh torthaí tástála gur bhain an leictreoid microneedle seo amach cruinneas inchomparáide i bhfáil comhartha SSVEP le leictreoidí glóthacha traidisiúnta, agus d'fheidhmigh sé níos cobhsaí fiú i dtimpeallachtaí torannacha agus le gluaiseacht íosta.
Go háirithe, rinne an fhoireann taighde measúnú freisin ar chomhoiriúnacht an leictreoid le híomháú athshondais mhaighnéadaigh (MRI), níor aimsíodh aon déantúsáin shuntasacha nó téamh neamhghnácha i réimsí arda maighnéadacha, rud a thugann le tuiscint go bhféadfaí é a úsáid sa todhchaí i bhfáil EEG sioncronaithe le linn íomháú feidhme inchinne cliniciúil. Ina theannta sin, léirigh tástáil bith-chomhoiriúnachta nach spreagann caitheamh fada athlasadh ná frithghníomhartha craiceann, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach le haghaidh monatóireacht chliniciúil laethúil nó leanúnach.
Ⅲ. Tús Nua i dtreo BCIanna “Nialais-Braiteoir”.
Is é an tábhacht is mó a bhaineann leis an taighde seo ná an dul chun cinn atá déanta aige sa trádáil idir compord agus feidhmíocht leictreoidí EEG traidisiúnta. Trí seoltacht ard na n-ábhar MXene a chomhcheangal le hairíonna treáite an struchtúir mhicreanaidí, sroicheann an leictreoid seo éadáil EEG ardcháilíochta agus fadtéarmach gan gá le glóthach, rud a leagann an bonn le haghaidh feistí BCI dul isteach sa ré "inchaite" go fírinneach.
Sa todhchaí, measaimid go ndéanfar na leictreoidí micreashnáthaidí seo a chomhtháthú le modúil cumarsáide gan sreang, aimplitheoirí mionaturithe, agus sceallóga imeall AI chun córas ríomhaireachta breiseán agus inchinn súgartha a chruthú, a bheidh comhtháite sa saol laethúil mar uaireadóir cliste. Ina theannta sin, féadfaidh sé freastal ar raon níos leithne d’fheidhmchláir leighis, lena n-áirítear néar-athshlánú, rabhadh titimeas, agus monatóireacht codlata. Maidir le tionscal comhéadan ríomhaire na hinchinne, ciallaíonn sé seo go bhfuil an “míle deireanach” ón saotharlann go dtí an margadh á líonadh.