ภาวะติดเชื้อในกระแสเลือดเป็นการตอบสนองต่อการติดเชื้อและสภาวะสุขภาพจิตที่คุกคามถึงชีวิต เช่น โรคความเครียดหลังเหตุการณ์สะเทือนใจ (PTSD) โดยมีทีมวิศวกรและแพทย์ที่ มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียซานดิเอโก ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่ยืดหยุ่นและมีกาวในตัวเพื่อวัดการทำงานของเส้นประสาทปากมดลูกในมนุษย์โดยไม่รุกราน เครื่องมือนี้อาจใช้เพื่อแจ้งและปรับปรุงการรักษาผู้ป่วยที่ติดเชื้อได้
การศึกษานี้ต่อยอดจากการทำงานพื้นฐานหลายประการของเส้นประสาทเวกัสบริเวณปากมดลูก ซึ่งเป็นส่วนบนของเส้นประสาทเวกัสที่เชื่อมต่อลำไส้เข้ากับ สมอง. เส้นประสาทเวกัสปากมดลูกติดตามกระบวนการที่สำคัญของร่างกาย เช่น การตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันและการย่อยอาหาร ถ่ายทอดข้อมูลเกี่ยวกับสุขภาพของอวัยวะภายในใกล้เคียง และมีบทบาทในสภาวะทางจิตเวชที่รุนแรง เช่น อารมณ์และ ความกังวล ความผิดปกติ
นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ระบุหลักฐานทางอิเลคโตรเนโรกราฟีทางปากมดลูกของไบโอไทป์ทางระบบประสาทอัตโนมัติ (การต่อสู้หรือการบิน เทียบกับการพักผ่อนและย่อย) ซึ่งสอดคล้องกันอย่างน่าทึ่งกับความท้าทายของระบบประสาทอัตโนมัติหรือระบบประสาทที่ไม่สมัครใจต่างๆ
นักวิทยาศาสตร์สามารถบันทึกกิจกรรมทางไฟฟ้าผ่านเส้นประสาทต่างๆ ได้โดยใช้อิเล็กโทรดที่ยืดหยุ่นของอุปกรณ์ใหม่ ซึ่งทอดยาวจากด้านหน้าส่วนล่างของคอไปจนถึงหลังส่วนบน การแสดงภาพข้อมูลแบบเรียลไทม์เกิดขึ้นได้ด้วยอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบผสานรวม และผู้คนจะถูกจัดกลุ่มตามวิธีที่ระบบประสาทตอบสนองต่อความเครียดในอัลกอริทึมที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษ
นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดสอบหลายชุดโดยกำหนดให้ผู้เข้ารับการศึกษาวางและจับมือไว้ในน้ำเย็นจัด ตามด้วยการหายใจตามกำหนดเวลา เพื่อตรวจสอบไบโอไทป์ของระบบอัตโนมัติของมนุษย์หรือกลุ่มผู้ป่วยที่มีระบบประสาทโดยไม่สมัครใจตอบสนองต่อความเครียดในลักษณะเดียวกัน ก่อนและหลังความท้าทายในน้ำเย็นจัดและระหว่างการฝึกหายใจ อาร์เรย์จะบันทึกอัตราการเต้นของหัวใจในตัวแบบและการส่งสัญญาณเส้นประสาทปากมดลูก หรือการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ
พบว่าผู้เข้าร่วมการศึกษาแบ่งออกเป็นสองกลุ่มอย่างต่อเนื่อง: กลุ่มที่มีการทำงานของระบบประสาทและอัตราการเต้นของหัวใจเพิ่มขึ้นในระหว่างการทดสอบทั้งสองกลุ่ม และกลุ่มที่แสดงแนวโน้มตรงกันข้าม อัลกอริธึมที่เป็นเอกลักษณ์ของอุปกรณ์ระบุความแตกต่างในการตอบสนองของกลุ่มเส้นประสาทเฉพาะต่อสิ่งกระตุ้นความเครียด เช่น ความเจ็บปวดที่เกิดจากน้ำเย็นจัด และอาการทางกายภาพ เช่น เหงื่อออก และอัตราการเต้นของหัวใจที่เพิ่มขึ้นที่เกี่ยวข้องกับความท้าทายในการหายใจตามกำหนดเวลา
ผู้ร่วมเขียน Todd Coleman, Ph.D., ศาสตราจารย์ในภาควิชาวิศวกรรมชีวภาพที่ UC San Diego Jacobs School of Engineering, กล่าวว่า, “ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าตื่นเต้นมาก อาร์เรย์สามารถบันทึกกิจกรรมของระบบประสาทอัตโนมัติได้ และเรารู้สึกประหลาดใจที่สังเกตเห็นการตอบสนองของระบบประสาทอัตโนมัติที่สม่ำเสมอในการทดสอบความเครียด อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการทำงานเพิ่มเติมเพื่อสาธิตความสามารถของเซ็นเซอร์ของเราในประชากรจำนวนมากขึ้น”
“แม้ว่าอาร์เรย์อิเล็กโทรดจะไม่สามารถระบุเส้นประสาทที่แม่นยำเพื่อตอบสนองต่อความเครียดและความเจ็บปวดจากความท้าทายในน้ำเย็นได้ แต่เราหวังว่าสักวันหนึ่งมันจะช่วยในการวินิจฉัยและรักษาสภาวะต่างๆ เช่น PTSD และ ภาวะติดเชื้อ".
“อุปกรณ์ใหม่ของพวกเขาอาจช่วยเหลือแพทย์ในการวัดการตอบสนองของผู้ป่วยต่อการบำบัดได้ในที่สุด พล็อตเช่น การฝึกหายใจเข้าลึกๆ ที่ใช้ในระหว่างการทำสมาธิแบบเจริญสติ โดยเฝ้าติดตามการทำงานของระบบประสาทในเส้นประสาทเวกัส”
นักวิทยาศาสตร์กำลังวางแผนเพิ่มเติมที่จะรวมอาร์เรย์เข้ากับฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมสำหรับเซ็นเซอร์ไร้สายและสวมใส่ได้ซึ่งสามารถใช้งานได้นอกห้องปฏิบัติการ ขณะนี้พวกเขากำลังพัฒนาแผนสำหรับการทดลองทางคลินิกในการตรวจหาภาวะติดเชื้อในโรงพยาบาล
การอ้างอิงวารสาร:
- Bu, Y., Kurniawan, JF, Prince, J. และคณะ ชุดอิเล็กโทรดพื้นผิวกาวแบบยืดหยุ่นที่มีความสามารถในการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจปากมดลูกในระหว่างความท้าทายด้านความเครียดอัตโนมัติตามลำดับ Sci Rep 12, 19467 (2022). ดอย: 10.1038 / s41598-022-21817-W
