Des chercheurs de l’Université Penn State ont développé un biogel ionique semiconducteur thermoréversible capable de révolutionner les systèmes d’électroencéphalographie (EEG). Cette technologie résout les problèmes de contact liés aux cheveux et au dessèchement des gels, facilitant ainsi le suivi cérébral continu et le développement de nouvelles interfaces neurohaptiques.
Les défis de la capture du signal cérébral
L’électroencéphalographie, un outil indispensable pour les praticiens de la santé, repose sur la mesure de l’activité électrique du cerveau via des électrodes placées sur le cuir chevelu. Cependant, obtenir des lectures fiables s’avère souvent complexe en pratique clinique. Selon les chercheurs de Penn State, deux obstacles majeurs entravent la précision de ces dispositifs. Le premier est d’ordre physique : la présence de cheveux interfère directement avec le contact entre les électrodes et la peau, créant une barrière qui affaiblit le signal. Le second est chimique : les gels traditionnels utilisés pour améliorer cette connexion ont tendance à se dessécher avec le temps, ce qui dégrade la qualité des données récoltées au fil des heures.La thermoréversibilité au service de la précision
Pour répondre à ces contraintes, l’équipe scientifique a conçu un matériau réutilisable doté de propriétés uniques. Ce biogel ionique est thermoréversible et semiconducteur. Sa capacité à changer d’état physique selon la température permet une application beaucoup plus fluide sur le cuir chevelu. Le processus est simple mais efficace : lorsqu’il est légèrement chauffé, le matériau devient liquide, ce qui lui permet de s’infiltrer à travers les cheveux pour atteindre directement la peau. Une fois refroidi, il retrouve sa forme de gel stable, tout en conservant ses propriétés de conduction électrique. Cette dualité permet de maintenir un contact constant et de haute qualité.“Nous nous sommes posé deux questions fondamentales. Pouvons-nous fabriquer un hydrogel conducteur ou semiconducteur d’électricité qui devient liquide avec un léger chauffage et redevient un gel stable lorsqu’il refroidit ? Et pouvons-nous utiliser ce matériau pour comprendre un domaine appelé la neurohaptique ?”
Ankan Dutta, doctorant en génie mécanique et auteur principal de l’étudeL’essor de la neurohaptique et des interfaces immersives
Au-delà du simple monitoring médical, cette innovation ouvre des perspectives majeures dans le domaine de la neurohaptique, qui étudie la manière dont le système nerveux perçoit le toucher, qu’il soit naturel ou artificiel. Les travaux de l’équipe, publiés dans Science Advances, suggèrent que ce matériau pourrait transformer nos interactions avec les machines. Actuellement, les technologies haptiques — comme les vibrations des smartphones ou des manettes de jeu — reposent sur des sensations souvent perçues de manière subjective par l’utilisateur. L’enjeu est de passer d’une sensation rudimentaire à une expérience véritablement immersive.“Nous avons besoin d’un moyen plus objectif de comprendre comment leur système nerveux répond à l’haptique. Si nous pouvons faire en sorte que ce toucher projeté ressemble davantage à un toucher naturel, nous pouvons apporter une énorme révolution dans la communauté de la réalité augmentée et de la réalité virtuelle, mais pour ce faire, nous avons d’abord besoin d’une mesure objective plutôt que subjective.”
Une stabilité supérieure aux méthodes conventionnelles
- Maintien de la performance sur plusieurs jours consécutifs.
- Capacité à supporter des enregistrements cérébraux lors de sensations de toucher naturel.
- Efficacité lors de stimulations de toucher artificiel électriquement contrôlées.
- Adaptabilité à divers types de chevelure.