ردیابی اختلال اضطراب پس از سانحه و گندخونی با یک پوشیدنی جدید

یک تیم تحقیقاتی به رهبری پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو(UC San Diego) برای اولین بار نشان داد که یک دستگاه پوشیدنی و غیرتهاجمی می‌تواند فعالیت اعصاب گردن انسان را در محیط‌های بالینی اندازه‌گیری کند.

محققان برای ارائه ابزاری با ارائه نتایج لحظه‌ای و اثبات شده برای متخصصان پزشکی برای تشخیص سطوح فعالیت در سیستم عصبی غیرارادی که یک نشانگر اولیه استرس بدن است، یک آرایه الکترود منعطف و یکپارچه با چسب را طراحی و در مطالعه فعلی از آن استفاده کردند که رویکردی برای تشخیص فعالیت عصبی عمیق در یک مدل شبیه‌سازی شده بالینی بیش‌التهابی است.

ایمانوئل لرمن نویسنده ارشد این مطالعه گفت: ما از نتایج خود دلگرم هستیم. این دستگاه آماده است تا نشانگر تشخیصی اولیه عفونت پاتوژن یا التهاب ناشی از یک فرآیند پاتولوژیک ارائه دهد.

عصب واگ و نقش آن

این دستگاه آنچه را که محققان آن را نوروگرافی خودکار(ANG) می‌نامند، ثبت می‌کند که شامل فعالیت عصبی از اعصاب واگ و سینوس کاروتید و همچنین سایر اعصاب خودمختار واقع در پوست و عضلات گردن می‌شود.

عصب واگ که به عنوان یک مجرای مهم در سیستم عصبی خودمختار عمل می‌کند، از قاعده جمجمه در میان تنه و شکم امتداد می‌یابد و بر عملکردهایی مانند هضم، ضربان قلب و واکنش‌های ایمنی تأثیر می‌گذارد. نقش آن در مدیریت واکنش‌های التهابی بدن به آسیب‌ها یا عفونت‌ها بسیار مهم است.

این موضوع آن را به یک حوزه اصلی مطالعه برای شرایط جدی مانند گندخونی یا سِپسیس که یکی از دلایل اصلی مرگ و میر در اتاق‌های اورژانس با حدود ۱.۷ میلیون مورد سالانه در ایالات متحده است و اختلال اضطراب پس از سانحه(PTSD) که طبق گزارش موسسه ملی سلامت روان، تقریباً ۳.۵ درصد از جامعه را تحت تأثیر قرار می‌دهد، تبدیل کرده است.

روش پژوهش

برای نظارت بر یا تحریک عصب واگ بدون نیاز به جراحی و ایمپلنت، یک دستگاه جدید از تکنیک پیشرفته‌ای به نام «مگنتونوروگرافی»( magnetoneurography) استفاده می‌کند. این روش با شناسایی میدان‌های مغناطیسی ایجاد شده توسط اعصاب واگ و سینوس کاروتید که به سیستم عصبی خودمختار در پاسخ به تهدیدات احتمالی سیگنال می‌دهد، امکان تشخیص دقیق و غیر تهاجمی فعالیت عصبی را در لحظه فراهم می‌کند.

محققان در مطالعه‌ای که شامل ۹ شرکت‌کننده بزرگسال بود، ابتدا سطح التهاب پایه را با تجزیه و تحلیل غلظت سیتوکین در پلاسمای خون آنها اندازه‌گیری کردند. متعاقباً افراد در معرض لیپوپلی ساکاریدها که سموم باکتریایی هستند، قرار گرفتند که به طور موقت حالتی از التهاب شدید مشابه آنچه در عفونت‌های خون مشاهده می‌شود، القا می‌کنند.

در طول این آزمایش که در یک مرکز محافظت مغناطیسی انجام شد، حسگرهای دستگاه در اطراف گوش راست و روی شریان کاروتید راست(مناطقی که عصب واگ و عصب سینوس کاروتید در آن قرار دارند) قرار گرفتند. این دستگاه ضربان قلب و میدان‌های مغناطیسی مرتبط با فعالیت عصبی را ردیابی می‌کرد.

نتایج

ظرف ۳۰ دقیقه پس از تزریق لیپوپلی ساکارید به بیماران، دستگاه تغییراتی را در فعالیت عصبی زیر گوش راست تشخیص داد. این تغییر در فعالیت عصبی با آزمایش خون تأیید شد که انتشار پروتئین‌های التهابی را نیز تأیید کرد.

محققان تغییرات ضربان قلب را ردیابی کردند و ارتباط قابل توجهی بین شلیک عصبی در هر دو محل نظارت و نوسانات در دو سایتوکین التهابی کلیدی شامل فاکتور نکروز تومور آلفا(TNF-α) و اینترلوکین-۱۰(IL-10) مشاهده کردند.

TNF-α نشانگر افزایش خطر شوک سپتیک است که یک وضعیت شدید است که در آن پاسخ التهابی بدن بیش از حد قوی می‌شود و منجر به اثرات سیستمیک شدید و بالقوه کشنده می‌شود.

سطوح بالای IL-10 نیز با فلج ایمنی همراه است، حالتی که در طول گندخونی مشاهده می‌شود و در آن سیستم ایمنی قادر به مبارزه با عفونت‌ها نیست و منجر به رشد میکروبی یا ویروسی کنترل نشده و پیامدهای بالقوه کشنده می‌شود.

ارائه بینش در مورد اختلال اضطراب پس از سانحه

تروی بو نویسنده اول این مطالعه در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: در گندخونی، هر دقیقه اهمیت دارد و درمان‌های اولیه جان انسان‌ها را نجات می‌دهد. هر ساعتی که این عارضه درمان نشود، احتمال مرگ تا ۷ درصد افزایش می‌یابد.

وی افزود: فناوری ما می‌تواند نشانه‌های هشداردهنده اولیه واکنش بیش از حد ایمنی یا فلج ایمنی در گندخونی را به پزشکان ارائه دهد.

این فناوری می‌تواند پزشکان را قادر سازد تا بیمارانی را که در معرض افزایش خطر واکنش‌های ایمنی بیش از حد یا فلج سیستم ایمنی هستند که هر دو با عوارض شدید و مرگ و میر ناشی از گندخونی مرتبط هستند، شناسایی کنند.

علاوه بر این، این دستگاه می‌تواند به ارزیابی اثربخشی درمان‌ها در کاهش التهاب کمک کند، بینش‌هایی در مورد نحوه تعامل سیستم عصبی با التهاب در شرایطی مانند PTSD و سایر اختلالات سلامت روان ارائه دهد و همچنین امکان تنظیم دقیق‌تر درمان‌ها را بر اساس واکنش‌های سیستم عصبی فردی فراهم کند.

این مطالعه در Nature Communications Biology منتشر شده است.