Sepsa to zagrażająca życiu reakcja na infekcję i stany psychiczne, takie jak zespół stresu pourazowego (PTSD). Zespół inżynierów i lekarzy przy ul University of California San Diego opracował elastyczne, zintegrowane z klejem urządzenie do nieinwazyjnego pomiaru aktywności nerwów szyjnych u ludzi. To narzędzie mogłoby potencjalnie zostać wykorzystane do informowania i ulepszania metod leczenia pacjentów z sepsą.
Badanie opiera się na licznych i podstawowych funkcjach szyjnego nerwu błędnego, górnej części nerwu błędnego, która łączy jelita z jelitami. mózg. Nerw błędny szyjny monitoruje ważne procesy organizmu, takie jak odpowiedź immunologiczna i trawienie, przekazuje informacje o stanie zdrowia pobliskich narządów wewnętrznych i odgrywa rolę w ciężkich stanach psychicznych, takich jak nastrój i niepokój zaburzenia.
Po raz pierwszy naukowcy zidentyfikowali dowody elektroneurograficzne szyjki macicy na biotypy autonomiczne (walka lub ucieczka kontra odpoczynek i trawienie), które są niezwykle spójne w różnych wyzwaniach związanych z autonomicznym lub mimowolnym układem nerwowym.
Naukowcy mogą rejestrować aktywność elektryczną w różnych nerwach za pomocą elastycznego układu elektrod nowego urządzenia, rozciągającego się od dolnej części szyi do górnej części pleców. Wizualizacja danych w czasie rzeczywistym jest możliwa dzięki zintegrowanemu interfejsowi użytkownika, a ludzie są grupowani na podstawie tego, jak ich układ nerwowy reaguje na stres w specjalnie stworzonym algorytmie.
Naukowcy przeprowadzili serię testów, które wymagały od uczestników badania włożenia i trzymania dłoni w lodowatej wodzie, a następnie wykonywania ćwiczeń oddechowych w określonym czasie, w celu zbadania ludzkich biotypów autonomicznych lub grup pacjentów, których mimowolne układy nerwowe reagowały podobnie na stres. Przed i po wyzwaniu wody z lodem oraz podczas ćwiczeń oddechowych, macierz rejestrowała częstość akcji serca u badanych i sygnalizację nerwu szyjnego lub elektroneurografię.
Stwierdzono, że uczestnicy badania konsekwentnie dzielili się na dwie odrębne grupy biotypów: tych, u których wyładowania nerwowe i częstość akcji serca wzrosły podczas obu testów, oraz tych, którzy wykazywali odwrotny trend. Unikalny algorytm urządzenia zidentyfikował różnice w odpowiedzi określonych skupisk nerwowych na czynniki stresogenne, takie jak ból wywołany przez lodowatą wodę, oraz objawy fizyczne, takie jak pocenie się i przyspieszenie akcji serca związane z wyzwaniem oddychania na czas.
Współautor Todd Coleman, Ph.D., profesor na Wydziale Bioinżynierii na UC San Diego Jacobs School of Engineering, powiedziany, „Wyniki są ekscytujące. Tablica mogła rejestrować aktywność autonomicznego układu nerwowego i byliśmy mile zaskoczeni obserwacją spójnych odpowiedzi autonomicznych w wyzwaniach związanych z testami warunków skrajnych. Potrzeba jednak więcej pracy, aby zademonstrować możliwości naszych czujników w większych populacjach”.
„Chociaż zestaw elektrod nie był w stanie dokładnie zidentyfikować nerwów, które wyzwalają się w odpowiedzi na stres i ból związany z wyzwaniem zimnej wody, mamy nadzieję, że pewnego dnia pomoże w diagnozowaniu i leczeniu stanów takich jak PTSD i posocznica".
„Ich nowe urządzenie może ostatecznie pomóc klinicystom w mierzeniu odpowiedzi pacjentów na terapię PTSD, takie jak ćwiczenia głębokiego oddychania stosowane podczas medytacji uważności, poprzez monitorowanie wyładowań nerwowych w nerwie błędnym”.
Naukowcy planują ponadto zintegrować macierz z dodatkowym sprzętem dla bezprzewodowego, nadającego się do noszenia czujnika, który można rozmieścić poza laboratorium. Obecnie opracowują plany badania klinicznego wykrywania sepsy w szpitalu.
Referencje czasopisma:
- Bu, Y., Kurniawan, JF, Prince, J. i in. Elastyczna, samoprzylepna matryca elektrod powierzchniowych zdolna do elektroeurografii szyjki macicy podczas sekwencyjnego autonomicznego obciążenia stresowego. Sci Rep 12 19467 (2022). DOI: 10.1038 / s41598-022-21817-w
