Thiết bị sẽ phát hiện sự thay đổi nồng độ cortisol ảnh hưởng đến lo lắng, rối loạn căng thẳng sau chấn thương và trầm cảm.
Wei Gao, trợ lý giáo sư kỹ thuật y tế
tại Viện Công nghệ California Caltech (Mỹ) đã chế tạo một loại cảm biến
mồ hôi không dây có thể phát hiện chính xác mức độ cortisol, một hợp
chất tự nhiên thường được coi là hormone căng thẳng của cơ thể. Trong
một bài báo cáo trên tạp chí Matter xuất bản ngày 26/2, Gao và các nhà
nghiên cứu đã trình diễn cách họ thiết kế, chế tạo, cách thức hoạt động
của thiết bị và chứng minh rằng nó có hiệu quả trong việc phát hiện mức
độ cortisol theo thời gian thực.
Thiết bị này có giá rẻ, chính xác cao để đo cortisol cho phép theo dõi
căng thẳng dễ dàng hơn. Ngoài ra, nó còn có thể theo dõi các tình trạng
khác bao gồm lo lắng, rối loạn căng thẳng sau chấn thương và trầm cảm,
tất cả đều liên quan với sự thay đổi nồng độ cortisol.
Cảm biến mà Gao phát triển sử dụng một phương pháp tương tự một cảm biến
mồ hôi khác mà anh mới tạo ra có thể đo mức axit uric trong máu, rất
hữu ích để theo dõi các tình trạng như bệnh tim mạch, tiểu đường hoặc
bệnh thận. Cả hai loại cảm biến mà Gao và nhóm của ông tạo ra đều làm
bằng graphene dạng tấm carbon. Một tấm nhựa được khắc bằng tia laser để
tạo ra cấu trúc graphene ba chiều với các lỗ nhỏ có thể phân tích mồ
hôi. Những lỗ chân lông chiếm phần lớn diện tích bề mặt trong cảm biến,
khiến nó đủ nhạy để phát hiện các hợp chất chỉ tồn tại với một lượng rất
nhỏ trong mồ hôi. Những lỗ chân lông nhỏ kết hợp với một kháng thể phân
tử hệ thống miễn dịch, đặc biệt nhạy cảm với cortisol giúp cảm biến
phát hiện ra các hợp chất.
|
Trong một thử nghiệm, mồ hôi của một tình nguyện viên đã được thu thập
trong vòng sáu ngày để phân tích dữ liệu nồng độ cortisol. Ở một người
khỏe mạnh, nồng độ cortisol tăng và giảm theo chu kỳ hàng ngày. Cảm biến
ghi nhận các mức độ căng thẳng sẽ cao nhất sau khi thức dậy mỗi sáng và
giảm trong suốt cả ngày. "Theo dõi chu kỳ cortisol hàng ngày của bệnh
nhân có thể phản ánh tình trạng sức khỏe tâm thần. Bệnh nhân trầm cảm có
kiểu cortisol sinh học khác với những người khỏe mạnh", Gao nói.
Trong thử nghiệm khác, những thay đổi về mức độ cortisol đã được ghi lại
khi chúng xảy ra để đáp ứng với một tác nhân gây căng thẳng cấp tính.
Điều này đã được thực hiện thông qua hai thí nghiệm. Đầu tiên, các đối
tượng thử nghiệm được yêu cầu thực hiện các bài tập aerobic vì tập thể
dục cường độ cao gây ra sự gia tăng mạnh cortisol. Trong thí nghiệm thứ
hai, các đối tượng thử nghiệm được yêu cầu ngâm tay vào nước đá, một
chất gây căng thẳng đủ để giải phóng cortisol. Trong cả hai thí nghiệm,
các cảm biến phát hiện mức cortisol tăng ngay lập tức.
"Thông thường, xét nghiệm máu mất ít nhất một đến hai giờ và việc rút
máu gây gia tăng mức độ căng thẳng. Để theo dõi căng thẳng, thời gian là
rất quan trọng. Cảm biến của chúng tôi cho kết quả chỉ trong vài phút",
Gao chia sẻ.
Vào tháng 10, NASA đã thông báo rằng Gao là một trong sáu nhà nghiên cứu
được chọn tham gia nghiên cứu về sức khỏe của con người trong các nhiệm
vụ ngoài vũ trụ. Gao sẽ nhận được tài trợ để phát triển công nghệ cảm
biến thành một hệ thống theo dõi sự căng thẳng và lo lắng của các phi
hành gia như là một phần của chương trình, được quản lý bởi Viện nghiên
cứu phân tích sức khỏe không gian (TRISH).
Theo vnexpress