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Jun 23, 2023

Este 'tatuaje electrónico' puede saber cuándo estás estresado

20 de marzo de 2023

20 de marzo de 2023

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por Adithi Ramakrishnan

Investigadores de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado un "tatuaje electrónico" temporal para la palma de la mano que puede rastrear la excitación y el estrés utilizando la conductividad eléctrica de la piel. El tatuaje electrónico podría ser una forma confiable para que las personas con afecciones como ansiedad o depresión rastreen sus emociones.

En un artículo de investigación publicado en la revista Nature Communications, el tatuaje de la palma permaneció durante 15 horas mientras los sujetos realizaban actividades cotidianas como conducir, comer y hacer ejercicio.

Nanshu Lu, profesor de la Escuela de Ingeniería Cockrell de la Universidad de Texas en Austin, dijo que el tatuaje electrónico podría permitir a los pacientes realizar un seguimiento de los niveles de estrés sin usar un dispositivo médico voluminoso.

"Este es un tatuaje tan ultradelgado e invisible", dijo Lu, autor del estudio, "pero mecánicamente, es lo suficientemente resistente como para sobrevivir a todo tipo de... actividades".

Durante décadas, los médicos han colocado electrodos en el cuerpo para leer las señales eléctricas del cerebro y el corazón. Los dispositivos electrónicos que nos informan sobre nuestra salud, como los monitores de presión arterial, se usan comúnmente en el consultorio del médico.

Algunos de los primeros "tatuajes electrónicos" se hicieron para administrar drogas como los opioides, según Aaron Franklin, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Duke. En los últimos 5 a 10 años, dijo, ha habido un impulso para desarrollar sensores electrónicos portátiles, como rastreadores Fitbit y relojes inteligentes, para monitorear la salud durante todo el día en lugar de solo en las citas médicas.

Lu ha estudiado tatuajes electrónicos durante más de 12 años. Creó un tatuaje estirable en el pecho para monitorear la salud del corazón y recibió una subvención de $1.5 millones para diseñar un tatuaje electrónico que rastrea los síntomas de la neumonía. Quiere crear sensores para recopilar datos médicos importantes que sean fáciles de llevar y usar.

El objetivo, dijo, es hacer que la electrónica, ya sean sensores o procesadores, sea "tan suave y elástica como el tejido humano".

Cuando experimentamos emociones fuertes como la excitación y el estrés, nuestras glándulas sudoríparas ecrinas se llenan, lo que hace que nuestra piel sea más conductora de la electricidad. Los relojes inteligentes pueden contener sensores de muñeca que miden la conductividad de la piel para rastrear los niveles de estrés.

Lu subió la apuesta, rastreando el estrés en un área del cuerpo que contiene la mayor concentración de glándulas sudoríparas ecrinas: la palma de la mano. Un tatuaje electrónico para la palma le daría al usuario lecturas de estrés más precisas que un reloj inteligente, dijo Lu, pero el tatuaje debería permanecer en una de las partes más activas del cuerpo.

En este momento, los científicos recopilan datos de las glándulas sudoríparas ecrinas de la palma de la mano al colocar electrodos de gel con cables colgantes que se conectan a un reloj de pulsera. Los electrodos de gel son rígidos y voluminosos y pueden caerse durante las actividades cotidianas, dijo Lu.

El tatuaje electrónico de la palma de Lu continúa como un tatuaje temporal. Su equipo también creó dos cintas doradas en forma de S que serpentean por la palma y conectan el tatuaje de la palma a un reloj de pulsera. El reloj de pulsera envía los datos de forma inalámbrica a un teléfono inteligente, donde el usuario puede leerlos.

Las cintas de oro son extremadamente delgadas, de solo 750 nanómetros de espesor. Una hoja de papel, como referencia, tiene un grosor de unos 100.000 nanómetros.

En el laboratorio, el equipo de Lu primero confirmó que el tatuaje electrónico daba lecturas similares a las de los electrodos de gel. Luego colocaron dos relojes idénticos en las muñecas de dos personas. Un reloj estaba conectado a electrodos de gel en la palma. El otro estaba conectado a las cintas de oro ultrafinas y al tatuaje electrónico.

Recolectaron datos durante 15 horas mientras las personas realizaban actividades cotidianas como estudiar, comer, hacer ejercicio y dormir. Los electrodos de gel se cayeron de tres a cinco veces durante las 15 horas. El tatuaje electrónico no se cayó.

El equipo de Lu no es el primero en desarrollar un tatuaje electrónico, pero es uno de los primeros en crear uno para la palma.

Para que los tatuajes electrónicos se utilicen ampliamente en el mundo médico, deben vencer dos obstáculos clave, según Franklin, de la Universidad de Duke. Primero, sus lecturas de datos deben ser consistentemente correctas. En segundo lugar, necesitan recopilar datos confiables con muchos pacientes diferentes, por ejemplo, aquellos que naturalmente sudan más o tienen diferentes tipos de piel.

"Esos son los tipos de grandes problemas que aguardan a cualquier tecnología que supere un trabajo de investigación realmente bueno, que es este", dijo Franklin, quien no participó en la investigación de Lu.

Para que el tatuaje electrónico de la palma de Lu rastree la ansiedad y la depresión, necesitaría la aprobación de la FDA. Su plan es seguir perfeccionando el tatuaje para proporcionar información precisa y continua sobre los niveles de emoción y estrés.

Lu ve los tatuajes electrónicos como una forma de "digitalizar" el cuerpo humano. Observó un patrón en el desarrollo tecnológico a lo largo de los años: los humanos se están volviendo más digitales a medida que los robots comienzan a adoptar las habilidades y la inteligencia de los humanos. Su objetivo es acercar aún más a los humanos a cerrar esa brecha.

Más información: Hongwoo Jang et al, Tatuajes electrónicos de grafeno para la detección de actividad electrodérmica ambulatoria no obstructiva en la palma habilitada por cintas serpentinas heterogéneas, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34406-2

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