Сепсис є небезпечною для життя реакцією на інфекцію та психічні розлади, такі як посттравматичний стресовий розлад (ПТСР). Команда інженерів і лікарів на Університету Каліфорнії в Сан-Дієго розробила гнучкий пристрій, інтегрований у клей, для неінвазивного вимірювання активності шийного нерва у людей. Цей інструмент потенційно можна використовувати для інформування та покращення лікування пацієнтів із сепсисом.
Дослідження базується на численних і фундаментальних функціях шийного блукаючого нерва, верхньої частини блукаючого нерва, який з’єднує кишечник із мозок. Шийний блукаючий нерв контролює життєво важливі процеси в організмі, такі як імунна відповідь і травлення, передає інформацію про стан найближчих внутрішніх органів і відіграє важливу роль у важких психічних захворюваннях, таких як настрій і неспокій розладів.
Це перший випадок, коли вчені виявили цервікальні електронейрографічні докази вегетативних біотипів (боротьба або втеча проти відпочинку та перетравлення), які надзвичайно узгоджуються з різними проблемами вегетативної або мимовільної нервової системи.
Вчені можуть реєструвати електричну активність у різних нервах за допомогою гнучкого масиву електродів нового пристрою, що тягнеться від нижньої передньої частини шиї до верхньої частини спини. Візуалізація даних у режимі реального часу стає можливою завдяки інтегрованому інтерфейсу користувача, а люди групуються на основі того, як їхня нервова система реагує на стрес за спеціально створеним алгоритмом.
Вчені провели серію тестів, під час яких суб’єктам дослідження потрібно було покласти й потримати руку в крижаній воді, а потім виконати дихальні вправи, щоб дослідити вегетативні біотипи людини або групи пацієнтів, мимовільна нервова система яких однаково реагувала на стрес. Перед і після процедури з крижаною водою та під час дихальних вправ матриця реєструвала частоту серцевих скорочень суб’єктів і сигналізацію шийного нерва або електронейрографію.
Було виявлено, що учасники дослідження послідовно поділяються на дві різні групи біотипів: ті, чия нервова активність і частота серцевих скорочень підвищилися під час обох тестів, і ті, у кого була протилежна тенденція. Унікальний алгоритм пристрою визначив відмінності у реакції конкретних нервових кластерів на стресори, такі як біль, викликаний крижаною водою, і фізичні симптоми, такі як пітливість і прискорене серцебиття, пов’язане з дихальним завданням.
Співавтор Тодд Коулман, доктор філософії, професор кафедри біоінженерії Інженерної школи Джейкобса в Сан-Дієго, Каліфорнійський університет, сказав, «Результати вражають. Масив міг реєструвати активність вегетативної нервової системи, і ми були приємно здивовані, спостерігаючи послідовні вегетативні реакції під час стрес-тесту. Однак потрібно більше роботи, щоб продемонструвати можливості наших датчиків у більшій кількості населення».
«Хоча масив електродів не зміг визначити точні нерви, які спрацьовують у відповідь на стрес і біль від холодної води, ми сподіваємося, що колись це допоможе в діагностиці та лікуванні таких станів, як ПТСР і сепсис».
«Їхній новий пристрій може зрештою допомогти клініцистам у вимірюванні реакції пацієнтів на терапію ПТСР, як-от вправи на глибоке дихання, які використовуються під час медитації усвідомленості, шляхом моніторингу нейронної активності блукаючого нерва».
Надалі вчені планують інтегрувати масив з додатковим обладнанням для бездротового датчика, який можна носити, який можна розгорнути за межами лабораторії. Зараз вони розробляють плани клінічного випробування виявлення сепсису в лікарні.
Довідка з журналу:
- Бу Ю., Курняван Дж. Ф., Прінс Дж. та ін. Гнучка адгезивна поверхнева електродна матриця, здатна виконувати електронейрографію шийки матки під час послідовного вегетативного стресу. Sci Rep 12, 19467 (2022). DOI: 10.1038 / s41598-022-21817-w
