A sepse é uma resposta com risco de vida a infecções e problemas de saúde mental, como transtorno de estresse pós-traumático (TEPT). Uma equipe de engenheiros e médicos do University of California San Diego desenvolveu um dispositivo flexível e integrado com adesivo para medir a atividade do nervo cervical em humanos de forma não invasiva. Esta ferramenta poderia ser potencialmente usada para informar e melhorar o tratamento de pacientes com sepse.
O estudo baseia-se nas numerosas e fundamentais funções do nervo vago cervical, a porção superior do nervo vago que conecta o intestino ao intestino. cérebro. O nervo vago cervical monitora processos corporais vitais, como resposta imunológica e digestão, transmite informações sobre a saúde dos órgãos internos próximos e desempenha um papel em condições psiquiátricas graves, como humor e ansiedade desordens.
Esta é a primeira vez que os cientistas identificam evidências eletroneurográficas cervicais de biótipos autônomos (lutar ou fugir versus descansar e digerir) que são notavelmente consistentes em diferentes desafios do sistema nervoso autônomo ou involuntário.
Os cientistas podem registrar a atividade elétrica em vários nervos usando o conjunto flexível de eletrodos do novo dispositivo, que se estende desde a parte inferior frontal do pescoço até a parte superior das costas. A visualização de dados em tempo real é possível graças a uma interface de usuário integrada, e as pessoas são agrupadas com base em como seus sistemas nervosos reagem ao estresse em um algoritmo especialmente criado.
Os cientistas realizaram uma série de testes que exigiam que os participantes do estudo colocassem e segurassem as mãos em água gelada, seguidos de um exercício respiratório cronometrado, para investigar biótipos autonômicos humanos ou grupos de pacientes cujos sistemas nervosos involuntários respondessem de forma semelhante ao estresse. Antes e depois do desafio com água gelada e durante o exercício respiratório, o conjunto registrou a frequência cardíaca dos indivíduos e a sinalização nervosa cervical, ou eletroneurografia.
Verificou-se que os participantes do estudo caíram consistentemente em dois grupos de biótipos distintos: aqueles cujo disparo neural e frequência cardíaca aumentaram durante ambos os testes e aqueles que exibiram a tendência oposta. O algoritmo exclusivo do dispositivo identificou diferenças na resposta de grupos nervosos específicos a fatores de estresse, como dor induzida pela água gelada, e sintomas físicos, como suor e aumento da frequência cardíaca associados ao desafio respiratório cronometrado.
Co-autor Todd Coleman, Ph.D., professor do Departamento de Bioengenharia da Escola de Engenharia Jacobs da UC San Diego, dito, “Os resultados são emocionantes. A matriz poderia registrar a atividade do sistema nervoso autônomo, e ficamos agradavelmente surpresos ao observar respostas autonômicas consistentes em desafios de testes de estresse. No entanto, é necessário mais trabalho para demonstrar as nossas capacidades de sensores em populações maiores.”
“Embora o conjunto de eletrodos não tenha conseguido identificar com precisão os nervos que disparam em resposta ao estresse e à dor do desafio da água fria, esperamos que algum dia ele ajude no diagnóstico e tratamento de doenças como TEPT e sepsia. "
“Seu novo dispositivo poderá eventualmente ajudar os médicos a medir a resposta dos pacientes à terapia para PTSD, como exercícios de respiração profunda empregados durante a meditação da atenção plena, monitorando o disparo neural no nervo vago.”
Os cientistas estão planejando ainda integrar o conjunto com hardware adicional para um sensor vestível sem fio que pode ser implantado fora do laboratório. Eles agora estão desenvolvendo planos para um ensaio clínico de detecção de sepse intra-hospitalar.
Jornal de referência:
- Bu, Y., Kurniawan, JF, Prince, J. et al. Um conjunto de eletrodos de superfície adesiva flexível capaz de realizar eletroneurografia cervical durante um desafio de estresse autonômico sequencial. Sci Rep 12 (19467). DOI: 10.1038 / s41598-022-21817-w
