Датчик стресса

Свежая статья в журнале Science advances, авторы которой раскрывают актуальность проблемы и необходимость разработки новых методов оценки уровня физиологического стресса у человека.

🥴Никто уже не спорит, что стресс сильно влияет на здоровье. Хронический стресс связан с широким спектром заболеваний — от психических расстройств (тревожность, депрессия), до серьезных патологий, включая сердечно-сосудистые и иммунные.

🔍Регулярный мониторинг гормонов стресса может помочь понять индивидуальные реакции организма и улучшить управление стрессом, что является критически важным для профилактики и лечения.
Однако, текущие методы оценки стресса, такие как анализы крови и слюны, обладают существенными недостатками: они инвазивны, требуют лабораторных условий и не дают возможности отслеживать изменения в реальном времени.
Гаджеты, анализирующие физиологические параметры (например, ЧСС или вариабельность сердечного ритма), дают лишь косвенные показатели стресса и не позволяют различить типы или степени стресса, не измеряя непосредственно биохимические маркеры.

🧬Ключевой акцент должен быть на гормонах стресса, кортизоле (основной гормон, отражающий длительный стресс) и катехоламинах — эпинефрине и норэпинефрине, участвующих в реакциях острого стресса и работе симпатической нервной системы. Современные носимые биосенсоры обычно ограничиваются измерением кортизола, игнорируя катехоламины, что приводит к неполному пониманию стрессовых реакций организма.

⌚Для комплексной оценки был разработан Stressomic, компактный датчик, который состоит из нескольких частей:
- Микрофлюидный патч — это небольшой пластырь, который крепится к коже и собирает пот через микроканалы. Пот попадает в разные камеры внутри патча, где происходит разделение и движение жидкости по заданной логике.
- Электрохимические сенсоры — в камерах размещены маленькие электроды, чувствительные к трем основным гормонам стресса: кортизолу, эпинефрину и норэпинефрину. Они распознают гормоны, преобразуя их концентрацию в электрические сигналы.
- Система микроклапанов, регулирующих поток пота по каналам, что позволяет собирать и анализировать пот в нужных временных интервалах без вмешательства пользователя.
- Электроника и передача данных, усиливающая электрические сигналы, обрабатывая их и передает по Bluetooth на смартфон или другое устройство для дальнейшего анализа.
- Система стимулирования потоотделения — в устройстве есть опция так называемого ионтофореза (мягкого электрического воздействия), которая помогает вызвать выделение пота, чтобы можно было получать образцы и анализировать гормоны даже при низком естественном потоотделении.
В целом, устройство работает как умный маленький «лабораторный» комплекс на коже, способный оценивать состояние стресса в реальном времени.
Это позволяет постоянно контролировать реакцию организма на разные стрессовые ситуации без необходимости отрыва от повседневной жизни и лабораторных анализов.

📊Результаты тестирования датчика Stressomic:
- Высокая точность и чувствительность в измерении трех гормонов стресса в поте — кортизола, эпинефрина и норэпинефрина.
- В эксперименте с людьми при разных стрессовых условиях (физический, эмоциональный стресс, прием успокоительных препаратов) сенсор четко поймал характерные изменения уровней гормонов, которые соответствовали типам и этапам стресса.
- Датчик смог надежно оценить динамику гормонов в реальном времени, показывая как рост, так и снижение уровней стресса.
- В сравнении с лабораторными методами (например, ELISA), результаты сенсора показали высокую корреляцию, подтверждая точность измерений.
- Модель на основе данных сенсора успешно использовалась для классификации эмоционального состояния.

‼️Этот датчик открывает новые перспективы в медицине, психологии и спортивной науке для улучшения здоровья и качества жизни, являясь шагом вперед к пониманию и оценке стресса в реальном времени.