El futuro de la monitorización electroencefalográfica (EEG) podría pronto parecerse a un cabello. En lugar de los tradicionales electrodos metálicos, una red de cables y adhesivos, un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania creó un dispositivo similar a un cabello para la monitorización no invasiva y a largo plazo de la actividad eléctrica cerebral. El electrodo, ligero y flexible, se adhiere directamente al cuero cabelludo y proporciona registros estables y de alta calidad de las señales cerebrales.
por Christine Yu, Universidad Estatal de Pensilvania
El electroencefalograma (EEG) es fundamental para diagnosticar y evaluar afecciones neurológicas como la epilepsia y las lesiones cerebrales. En algunos casos, los profesionales clínicos necesitan monitorizar las ondas cerebrales durante períodos más prolongados, por ejemplo, para evaluar convulsiones, trastornos del sueño y afecciones que afectan los vasos sanguíneos y el flujo sanguíneo cerebral.
Los investigadores describieron los nuevos electrodos, que demostraron mantener un rendimiento estable durante más de 24 horas de uso continuo, en un estudio publicado en la revista npj Biomedical Innovations . Según los investigadores, esta tecnología es prometedora para su uso en productos de salud y bienestar para el consumidor, además de en aplicaciones clínicas de atención médica.
«Este electrodo permite un monitoreo más consistente y confiable de las señales de EEG y puede usarse sin que se note, lo que mejora tanto la funcionalidad como la comodidad del paciente», dijo Tao Zhou, profesor de ciencias de la ingeniería y mecánica de la escuela Wormley Family Early Career y autor principal del artículo.
El monitoreo electroencefalográfico (EEG) es un método ampliamente utilizado para medir la actividad eléctrica cerebral , explicó Zhou. Se colocan pequeños electrodos metálicos en el cuero cabelludo y captan los débiles impulsos eléctricos generados por las células cerebrales. Los electrodos se conectan a cables que a su vez se conectan a una máquina que muestra la actividad cerebral en patrones que parecen ondas.
Sin embargo, el proceso tradicional de monitorización electroencefalográfica puede ser engorroso y, a veces, complicado. Sus limitaciones dificultan su uso para la monitorización continua a largo plazo.
Para obtener un buen registro de la actividad cerebral, los electrodos deben ajustarse al cuero cabelludo. Cualquier espacio entre el electrodo y la piel, o un cabello denso, puede reducir la calidad de la señal registrada. Los investigadores y profesionales clínicos deben aplicar geles en el cuero cabelludo para mantener un buen contacto entre los electrodos y la piel, así como la calidad de la señal. Sin embargo, en algunas personas, los geles pueden causar irritación cutánea.
Es un proceso lento que debe repetirse cuando los geles se secan, especialmente si se requiere monitorización continua o durante varias sesiones. El proceso de aplicación y reaplicación también es impreciso y puede resultar en diferentes cantidades de gel en los electrodos.
«Esto cambiará la impedancia (o interfaz) entre los electrodos y el cuero cabelludo, lo que puede afectar la señal cerebral registrada», explicó Zhou. «Además, no siempre colocamos los electrodos exactamente en la misma posición, ya que somos humanos. Pero si se cambia la posición, aunque sea mínimamente, las señales cerebrales que se monitorizan pueden ser diferentes».
Los electrodos EEG convencionales también son rígidos y pueden moverse cuando alguien mueve la cabeza, incluso levemente, lo que puede comprometer la uniformidad de los datos.
Para abordar estas limitaciones, el equipo de investigación diseñó un pequeño dispositivo de monitoreo que se asemeja a un mechón de cabello y está hecho de hidrogel impreso en 3D. Un extremo es el electrodo. Este, con forma de pequeño punto, capta las señales eléctricas cerebrales del cuero cabelludo. Un componente largo y delgado, similar a un cable, se extiende desde el electrodo y se conecta al sistema de monitoreo.
El dispositivo también utiliza una tinta bioadhesiva imprimible en 3D que permite que el electrodo se adhiera directamente al cuero cabelludo sin necesidad de geles viscosos ni ninguna otra preparación cutánea. Esto minimiza la separación entre el electrodo y el cuero cabelludo, mejorando la calidad de la señal. Su ligereza, flexibilidad y elasticidad permiten que el dispositivo se mantenga en su lugar, incluso al peinarse o al ponerse y quitarse una gorra de béisbol, y permite su uso durante periodos más prolongados, lo que lo hace ideal para la monitorización crónica.
El equipo descubrió que el nuevo dispositivo tenía un rendimiento comparable al de los electrodos de oro, los electrodos estándar actuales para EEG. Sin embargo, el electrodo con forma de cabello mantuvo un mejor contacto con la piel y funcionó de forma fiable durante más de 24 horas de uso continuo sin ninguna degradación en la calidad de la señal. Dado que los electrodos no necesitan retirarse y reemplazarse como en los sistemas tradicionales de monitorización de EEG, eliminan el riesgo de obtener datos inconsistentes, incluso entre diferentes sesiones de monitorización.
«No tienes que preocuparte si la posición del electrodo ha cambiado o si la impedancia ha cambiado porque los electrodos no se han movido», dijo Zhou.
A diferencia de los electrodos metálicos tradicionales, los nuevos electrodos imitan el cabello humano y pasan desapercibidos en la cabeza. Dado que el dispositivo está impreso en 3D, Zhou explicó que también pueden imprimir el electrodo en diferentes colores para que coincida con el cabello de una persona.
«Esto lo hace discreto y las personas pueden sentirse más cómodas usándolo, especialmente si requieren un monitoreo EEG continuo y necesitan usar los electrodos durante un período de tiempo prolongado», dijo Zhou.
Actualmente, el EEG sigue siendo cableado; los pacientes necesitan estar conectados a una máquina mientras se registra su actividad cerebral. En el futuro, los investigadores esperan que el sistema sea inalámbrico para que las personas puedan moverse con mayor libertad durante las sesiones de registro.
Otros autores de Penn State que participaron en el artículo incluyen a los autores principales Salahuddin Ahmed y Marzia Momin, ambos estudiantes de doctorado del Departamento de Ciencias de la Ingeniería y Mecánica. Jiashu Ren, estudiante de doctorado del Departamento de Ciencias de la Ingeniería y Mecánica; Hyunjin Lee, estudiante de doctorado del Departamento de Ingeniería Biomédica; Li-Pang Huang, asistente de investigación; y Basma AlMahmood, estudiante de pregrado del Departamento de Física, también contribuyeron al artículo.
Otros autores incluyen Chi-Ching Kuo, Archana Pandiyan y Loganathan Veeramuthu del Departamento de Ciencias Moleculares e Ingeniería de la Universidad Nacional de Tecnología de Taipei.
Más información: Salahuddin Ahmed et al., Electrodos bioadhesivos tipo pelo de fijación y uso continuo para el registro crónico de EEG en humanos, npj Biomedical Innovations (2025). DOI: 10.1038/s44385-025-00009-x
Leyenda de imagen principal: El electrodo ligero y flexible, que parece un mechón de cabello, se adhiere directamente al cuero cabelludo y proporciona registros estables y de alta calidad de las señales cerebrales. Crédito: Zhou Lab / Penn State. Creative Commons
