Американские ученые разработали «электронную татуировку» — беспроводное ультратонкое устройство, которое в режиме реального времени отслеживает уровень стресса и переутомления человека. Переносное устройство, которое крепится ко лбу, считывает напряжение по сигналам мозга и движениям глаз. Результаты опубликованы в журнале Device.
«При выполнении человеком сложных и ответственных задач мы можем в режиме реального времени отслеживать и расшифровывать уровень умственной нагрузки», — утверждает одна из разработчиц, биомедицинский инженер из Техасского университета в Остине Наньшу Лу. По ее словам, такие данные могут использоваться для перераспределения задач, своевременной замены сотрудников или подачи сигналов тревоги, если когнитивная перегрузка достигает критического уровня.
Чтобы создать надежное и удобное устройство, команда разработала электроды, устойчивые к мимике и потоотделению. Они сохраняют стабильный сигнал и комфортны для длительного ношения, в том числе под шлемами и гарнитурами. При этом сенсоры должны были улавливать особенно слабые сигналы, поступающие из префронтальной коры головного мозга — области, отвечающей за мышление, принятие решений и обработку информации. Эти сигналы значительно слабее, чем, например, сигналы сердца.
Решением стала гибкая «татуировка», которую можно наклеить на лоб в области «третьего глаза». В ее центральном модуле находится батарея, от которой отходят полупрозрачные электроды — они протянуты к вискам, щекам и за уши. Такое расположение позволяет улавливать движения глаз и стабилизировать сигнал.
Устройство, как отмечается, сочетает в себе технологии электроэнцефалографии (ЭЭГ) и электроокулографии (ЭОГ), что позволяет одновременно фиксировать два ключевых показателя когнитивной нагрузки — мозговую активность и движения глаз.
В ходе лабораторных испытаний добровольцам надели устройство и попросили выполнить задания на память и арифметику. По словам ученых, сенсор надежно различал периоды напряжения и расслабления, сохраняя точность даже при движениях головы и моргании. Отмечается, что это подтверждает его потенциал для использования в реальных условиях — например, в операционных или кабинах пилотов.
Тем не менее, как отмечает физик из Тель-Авивского университета и соучредитель компании X-trodes, специализирующейся на носимой биоэлектронике, Яэль Ханейн, для полноценного применения устройства в полевых условиях требуются дополнительные исследования, особенно в условиях резких и непредсказуемых движений всего тела. По его словам, следующий этап — доказать, что устройство способно сохранять точность измерений ЭЭГ не только при сидячей работе, но и во время ходьбы.
