Sepsisul este un răspuns care pune viața în pericol la infecție și la afecțiunile de sănătate mintală, cum ar fi tulburarea de stres posttraumatic (PTSD). O echipă de ingineri și medici de la Universitatea din California, San Diego a dezvoltat un dispozitiv flexibil, integrat cu adeziv, pentru a măsura activitatea nervului cervical la oameni în mod neinvaziv. Acest instrument ar putea fi utilizat pentru a informa și îmbunătăți tratamentele pentru pacienții cu sepsis.
Studiul se bazează pe funcțiile numeroase și fundamentale ale nervului vag cervical, porțiunea superioară a nervului vag care conectează intestinul de creier. Nervul vag cervical monitorizează procesele vitale ale corpului, cum ar fi răspunsul imun și digestia, transmite informații despre sănătatea organelor interne din apropiere și joacă un rol în afecțiuni psihiatrice severe, cum ar fi starea de spirit și anxietate tulburări.
Este pentru prima dată când oamenii de știință au identificat dovezi electroneurografice cervicale ale biotipurilor autonome (luptă sau zbor versus odihnă și digerare) care sunt remarcabil de consistente în diferite provocări ale sistemului nervos autonom sau involuntar.
Oamenii de știință pot înregistra activitatea electrică de-a lungul diverșilor nervi folosind gama flexibilă de electrozi a noului dispozitiv, care se întind de la partea inferioară a gâtului până la partea superioară a spatelui. Vizualizarea datelor în timp real este posibilă printr-o interfață de utilizator integrată, iar oamenii sunt grupați în funcție de modul în care sistemele lor nervoase reacționează la stres într-un algoritm special creat.
Oamenii de știință au efectuat o serie de teste care au cerut subiecților studiului să pună și să țină mâna în apă cu gheață, urmate de un exercițiu de respirație cronometrat, pentru a investiga biotipurile autonome umane sau grupurile de pacienți ale căror sisteme nervoase involuntare au răspuns similar la stres. Înainte și după provocarea cu apă cu gheață și în timpul exercițiului de respirație, matricea a înregistrat frecvența cardiacă la subiecți și semnalizarea nervului cervical sau electroneurografie.
S-a descoperit că participanții la studiu s-au împărțit în mod constant în două grupuri distincte de biotip: cei a căror declanșare neuronală și frecvență cardiacă au crescut în timpul ambelor teste și cei care au prezentat tendința opusă. Algoritmul unic al dispozitivului a identificat diferențe în răspunsul unor grupuri de nervi specifice la factorii de stres, cum ar fi durerea indusă de apa cu gheață, și simptome fizice, cum ar fi transpirația și o creștere a frecvenței cardiace asociate cu provocarea de respirație temporizată.
Co-autor Todd Coleman, Ph.D., profesor la Departamentul de Bioinginerie de la UC San Diego Jacobs School of Engineering, a spus, „Rezultatele sunt incitante. Matricea ar putea înregistra activitatea sistemului nervos autonom și am fost plăcut surprinși să observăm răspunsuri autonome consistente la provocările testelor de stres. Totuși, este nevoie de mai multă muncă pentru a demonstra capacitățile noastre de senzori la populații mai mari.”
„Deși rețeaua de electrozi nu a putut identifica nervii care declanșează cu precizie ca răspuns la stresul și durerea provocate de apă rece, sperăm că într-o zi va ajuta la diagnosticarea și tratarea afecțiunilor precum PTSD și sepsis. "
Noul lor dispozitiv ar putea ajuta in cele din urma clinicienii in masurarea raspunsului pacientilor la terapie pentru PTSD, cum ar fi exercițiile de respirație profundă folosite în timpul meditației de mindfulness, prin monitorizarea declanșării neuronale în nervul vag.”
Oamenii de știință intenționează în continuare să integreze matricea cu hardware suplimentar pentru un senzor fără fir, portabil, care poate fi instalat în afara laboratorului. Ei dezvoltă acum planuri pentru un studiu clinic de detectare a sepsisului în spital.
Referința jurnalului:
- Bu, Y., Kurniawan, JF, Prince, J. şi colab. O matrice flexibilă de electrozi de suprafață adezivi capabilă de electroneurografie cervicală în timpul unei provocări secvenţiale de stres autonom. Sci Rep 12, 19467 (2022). DOI: 10.1038 / s41598-022-21817-w
