Nhiễm trùng huyết là một phản ứng đe dọa tính mạng đối với tình trạng nhiễm trùng và sức khỏe tâm thần, chẳng hạn như rối loạn căng thẳng sau sang chấn (PTSD). Đội ngũ kỹ sư và bác sĩ tại Đại học California San Diego đã phát triển một thiết bị linh hoạt, tích hợp chất kết dính để đo hoạt động thần kinh cổ tử cung ở người một cách không xâm lấn. Công cụ này có khả năng có thể được sử dụng để thông báo và cải thiện phương pháp điều trị cho bệnh nhân nhiễm trùng huyết.
Nghiên cứu dựa trên nhiều chức năng cơ bản của dây thần kinh phế vị cổ, phần trên của dây thần kinh phế vị kết nối ruột với não. Dây thần kinh phế vị ở cổ giám sát các quá trình quan trọng của cơ thể như phản ứng miễn dịch và tiêu hóa, truyền tải thông tin về sức khỏe của các cơ quan nội tạng lân cận và đóng một vai trò trong các tình trạng tâm thần nghiêm trọng như tâm trạng và tâm lý. lo âu rối loạn.
Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học xác định được bằng chứng điện não đồ cổ tử cung về các kiểu sinh học tự chủ (chiến đấu hoặc bỏ chạy so với nghỉ ngơi và tiêu hóa) nhất quán đáng kể qua các thách thức hệ thống thần kinh tự chủ hoặc không tự nguyện khác nhau.
Các nhà khoa học có thể ghi lại hoạt động điện qua các dây thần kinh khác nhau bằng cách sử dụng dãy điện cực linh hoạt của thiết bị mới, trải dài từ phần dưới phía trước đến phần trên của cổ. Trực quan hóa dữ liệu theo thời gian thực có thể thực hiện được nhờ giao diện người dùng tích hợp và mọi người được phân nhóm dựa trên cách hệ thống thần kinh của họ phản ứng với căng thẳng trong một thuật toán được tạo đặc biệt.
Các nhà khoa học đã thực hiện một loạt các bài kiểm tra yêu cầu các đối tượng nghiên cứu đặt và giữ tay trong nước đá, sau đó là bài tập thở theo thời gian, để điều tra các kiểu sinh học tự chủ của con người hoặc các nhóm bệnh nhân có hệ thống thần kinh không tự nguyện phản ứng tương tự với căng thẳng. Trước và sau thử thách nước đá và trong bài tập thở, mảng ghi lại nhịp tim của các đối tượng và tín hiệu thần kinh cổ tử cung, hoặc điện não đồ.
Người ta phát hiện ra rằng những người tham gia nghiên cứu luôn rơi vào hai nhóm kiểu sinh học riêng biệt: những người có hoạt động thần kinh và nhịp tim tăng lên trong cả hai bài kiểm tra và những người có xu hướng ngược lại. Thuật toán độc đáo của thiết bị đã xác định sự khác biệt trong phản ứng của các cụm dây thần kinh cụ thể đối với các yếu tố gây căng thẳng, chẳng hạn như cơn đau do nước đá gây ra và các triệu chứng thể chất, chẳng hạn như đổ mồ hôi và tăng nhịp tim liên quan đến thử thách thở theo thời gian.
Đồng tác giả Todd Coleman, Tiến sĩ, giáo sư Khoa Kỹ thuật Sinh học tại Trường Kỹ thuật UC San Diego Jacobs, nói, “Kết quả thật thú vị. Mảng này có thể ghi lại hoạt động của hệ thần kinh tự chủ và chúng tôi rất ngạc nhiên khi quan sát thấy các phản ứng tự chủ nhất quán qua các thử thách kiểm tra căng thẳng. Tuy nhiên, cần nhiều công việc hơn để chứng minh khả năng cảm biến của chúng tôi trong các quần thể lớn hơn.”
“Mặc dù dãy điện cực không thể xác định chính xác các dây thần kinh kích hoạt để phản ứng với sự căng thẳng và đau đớn khi thử thách với nước lạnh, nhưng chúng tôi hy vọng một ngày nào đó nó sẽ hỗ trợ chẩn đoán và điều trị các tình trạng như PTSD và nhiễm trùng huyết".
“Thiết bị mới của họ cuối cùng có thể hỗ trợ các bác sĩ lâm sàng trong việc đo lường phản ứng của bệnh nhân đối với liệu pháp điều trị. PTSD, chẳng hạn như các bài tập thở sâu được sử dụng trong khi thiền chánh niệm, bằng cách theo dõi hoạt động thần kinh trong dây thần kinh phế vị.”
Các nhà khoa học đang lên kế hoạch tiếp tục tích hợp mảng với phần cứng bổ sung cho cảm biến đeo được, không dây có thể được triển khai bên ngoài phòng thí nghiệm. Họ hiện đang phát triển các kế hoạch cho một thử nghiệm lâm sàng phát hiện nhiễm trùng huyết trong bệnh viện.
Tạp chí tham khảo:
- Bu, Y., Kurniawan, JF, Prince, J. và cộng sự. Một dãy điện cực bề mặt dính linh hoạt có khả năng ghi điện tử cổ tử cung trong một thử thách căng thẳng tự trị liên tiếp. Đại diện Sci 12, 19467 (năm 2022). DOI: 10.1038 / s41598-022-21817-w
