Newsy

Opracowane przez naukowców urządzenie ubieralne skutecznie zmierzy poziom hormonu stresu. W przyszłości może pomóc m.in. osobom z depresją [DEPESZA]

2021-02-17  |  06:00
Wszystkie newsy

Naukowcy opracowali nadający się do noszenia czujnik, który może mierzyć stężenie kortyzolu w pocie. Kortyzol jest hormonem organizmu uwalnianym w odpowiedzi na stres, dzięki czujnikowi mogą więc powstać urządzenia wearables, które będą monitorować poziom stresu użytkownika przez cały dzień. – Posiadanie niezawodnego czujnika do noszenia na ciele może pomóc lekarzom w obiektywnej ocenie, czy pacjent cierpi na depresję lub wypalenie i czy jego leczenie jest skuteczne – podkreśla Adrian Ionescu z Politechniki Federalnej w Lozannie.

Urządzenia do noszenia na ciele, tzw. wearables, mierzą coraz więcej parametrów. Monitorują stan zdrowia, potrafią też same wysyłać sygnały alarmowe przy zagrożeniu życia. Sprawdzają rytm serca czy wysokość ciśnienia.

Naukowcy Politechniki Federalnej w Lozannie (EPFL) we współpracy ze startupem Xsensio jako pierwsi stworzyli czujnik do noszenia, który monitoruje poziom kortyzolu.

– Nasze urządzenie zostało zaprojektowane do kontrolowania poziomu kortyzolu podczas noszenia na ciele, dzięki czemu naukowcy mogą gromadzić obiektywne dane ilościowe na temat niektórych chorób związanych ze stresem. To główna zaleta i innowacja naszego urządzenia. Naukowcy mogą czerpać dane w sposób nieinwazyjny, ale precyzyjnie i szybko badać stężenie kortyzolu zawarte w pocie człowieka – tłumaczy Adrian Ionescu, szef Laboratorium Urządzeń Nanoelektronicznych (Nanolab) na Politechnice Federalnej w Lozannie.

Do wykonywania szybkich pomiarów poziomu kortyzolu mogą służyć badania krwi. Jednak jego wykrywalne ilości można również znaleźć w ślinie, moczu i pocie. Zespół naukowców z Nanolab postanowił skupić się na pocie jako płynie do wykrywania i opracował inteligentny czip do noszenia ze zminiaturyzowanym czujnikiem opartym na grafenie.

Grafen jest funkcjonalizowany przez aptamery, które są krótkimi fragmentami jednoniciowego DNA lub RNA mogącymi się wiązać z określonymi związkami. Aptamer ma ładunek ujemny, a gdy wchodzi w kontakt z kortyzolem, natychmiast wychwytuje hormon, powodując zwijanie się pasm i przybliżenie ładunku do powierzchni elektrody. Następnie urządzenie wykrywa ładunek i w ten sposób mierzy stężenie kortyzolu w pocie użytkownika.

– Zespół badawczo-rozwojowy EPFL i Xsensio osiągnął ważny kamień milowy w dziedzinie badań i rozwoju w wykrywaniu hormonu kortyzolu. Z niecierpliwością czekamy na przetestowanie tego nowego czujnika w warunkach szpitalnych i zdobycie nowego wglądu w działanie naszego organizmu – wskazuje Esmeralda Megally, dyrektor generalna Xsensio.

Istnieją mocne dowody na to, że przewlekły stres ma negatywny wpływ na zdrowie ludzi. Otyłość, cukrzyca typu 2, choroby serca, lęk, depresja, syndrom zmęczenia i wypalenie są często związane z dysfunkcjami osi stresu. Pod jego wpływem kora nadnerczy nerki uwalnia kortyzol, zwany hormonem stresu, do krwiobiegu. Uważa się, że zaburzenia wydzielania kortyzolu są głównym czynnikiem w związkach między stresem a zdrowiem. Hormon ten odgrywa ważną rolę w regulacji metabolizmu węglowodanów, dzięki czemu organizm jest odporny na ból i bodźce zewnętrzne, takie jak infekcja czy napięcie psychiczne.

– Kortyzol może być wydzielany pod wpływem impulsu – czujesz się dobrze i nagle dzieje się coś, co powoduje stres, a organizm zaczyna wytwarzać więcej hormonu – tłumaczy Adrian Ionescu. – U ludzi, którzy cierpią na choroby związane ze stresem, rytm okołodobowy jest całkowicie zaburzony. Jeśli organizm wytwarza za dużo lub za mało kortyzolu, może to poważnie zaszkodzić zdrowiu, potencjalnie prowadząc do otyłości, chorób układu krążenia, depresji lub wypalenia.

Poziom kortyzolu w surowicy zachowuje rytm dobowy przez cały dzień, przy czym najwyższy poziom występuje rano, ok. 30 min po przebudzeniu, a najniższy w nocy. Długotrwały stres może zaburzyć ten rytm i skutkować nieprawidłowym wzrostem poziomu hormonu. Chociaż krótkotrwała aktywacja osi podwzgórze – przysadka – nadnercza jest niezbędna w życiu codziennym, to stale wysoki czy niski poziom kortyzolu, jak również zaburzony rytm dobowy, mają wpływ na problemy fizyczne i psychiczne.

– Posiadanie niezawodnego czujnika do noszenia na ciele może pomóc lekarzom w obiektywnej ocenie ilościowej, na przykład, czy pacjent cierpi na depresję lub wypalenie i czy jego leczenie jest skuteczne. Co więcej, lekarze mieliby te informacje w czasie rzeczywistym. Oznaczałoby to duży krok naprzód w zrozumieniu tych chorób – przekonuje Adrian Ionescu, szef Nanolabu.

Inżynierowie przetestowali już swoje urządzenie w laboratorium, a następnym krokiem jest przetestowanie go w warunkach szpitalnych.

– Zespół badawczo-rozwojowy EPFL i Xsensio osiągnął ważny kamień milowy w dziedzinie badań i rozwoju w wykrywaniu hormonu kortyzolu. Z niecierpliwością czekamy na przetestowanie tego nowego czujnika w warunkach szpitalnych i zdobycie nowego wglądu w działanie naszego organizmu – wskazuje Esmeralda Megally.

Chip zostanie przetestowany na osobach z zespołem Cushinga (ich organizm wytwarza zbyt dużo kortyzolu), chorobą Addisona (w której organizm nie wytwarza wystarczającej ilości) i związaną ze stresem otyłością. Badania te nie obejmują pacjentów z chorobami psychicznymi, ale zespół uważa, że ​​czujnik może pomóc lekarzom lepiej je zrozumieć.

– Kolejna faza skupi się na rozwoju produktu, aby przekształcić ten ekscytujący wynalazek w kluczową część naszej platformy wykrywania Lab-on-Skin i zapewnić monitorowanie stresu w urządzeniach do noszenia nowej generacji – zapowiada dyrektor generalna Xsensio.

Czytaj także

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Venture Cafe Warsaw

Medycyna

Rejestratory aktywności fizycznej motywują do ruchu osoby starsze i w średnim wieku. Małżonkowie pełnią raczej rolę demotywującą

Podejmowanie aktywności fizycznej wspólnie z małżonkiem przynosi mierne rezultaty w przypadku osób w szóstej dekadzie życia i starszych – wykazało badanie przeprowadzone w Singapurze wśród osób w wieku 54–72 lata. Partnerzy raczej zniechęcają, niż motywują do ćwiczeń. Może mieć to związek z innymi przyzwyczajeniami partnerów, ale także z innym podejściem do tego, co kobiety uważają w sporcie za ciekawe, a co mężczyźni. Dużo lepszym motywatorem niż wspólne ćwiczenia okazuje się być rejestrator aktywności fizycznej. Utrzymywanie dobrej kondycji wśród seniorów będzie coraz pilniejszym wyzwaniem w najbliższych latach. Do 2050 roku ponad 40 proc. Polaków będzie miało więcej niż 60 lat. Poważnym problemem zdrowotnym i wyzwaniem systemowym, w którego rozwiązaniu przynajmniej częściowo pomoże ruch, jest zjawisko wielochorobowości.

Edukacja

„Antyplagiat” z nową funkcją wykrywania treści pisanych przez sztuczną inteligencję. Dyskusja o regulacjach w tym zakresie nabiera tempa

Łatwiej będzie wykryć treści pisane przez sztuczną inteligencję w pracach dyplomowych. Taki moduł został właśnie dodany do Jednolitego Systemu Antyplagiatowego, który jest obligatoryjnie wykorzystywany do sprawdzania samodzielności w pisaniu takich prac. Pomoc sztucznej inteligencji w tym procesie, zdaniem ekspertów, nie jest niczym złym, ale już generowanie treści, pod którą autor tylko się podpisuje, świat nauki traktuje nagannie. Nie ma jak na razie żadnych regulacji, które normowałyby te kwestie.

Transport

Autonomiczne samochody na drogach to już kwestia kilku lat. Zrewolucjonizują transport i działanie wielu branż

Autonomizacja transportu to jeden z kluczowych megatrendów, które w ostatnich latach kształtują ten sektor. W sprzedaży są dostępne na razie auta o drugim poziomie autonomii, wyposażone w zaawansowane systemy wspomagania kierowcy, ale prace nad pojazdami w pełni autonomicznymi szybko postępują, a duże środki w ich rozwój inwestują najwięksi gracze: zarówno firmy motoryzacyjne, jak i producenci oprogramowania. Eksperci oceniają, że pojawienie się pojazdów autonomicznych na drogach jest już kwestią kilku lat, a rozwój tej technologii zrewolucjonizuje wiele branż i może stanowić panaceum na bolączki branży transportowej i wyzwania związane ze współczesną mobilnością.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.