تم إنشاء رقعة مستشعر حيوي تقوم بتحليل إيقاعات الساعة البيولوجية بناءً على تركيبة العرق

طورت جامعة تكساس في دالاس جهاز استشعار يمكن ارتداؤه يقيس مستويات الهرمونات الموجودة في العرق والتي تنظم دورة النوم والاستيقاظ.

وتم نشر تصميم المنتج الجديد ونتائج اختباره في المجلة أجهزة الاستشعار الحيوية والإلكترونيات الحيوية: X. يقوم جهاز استشعار كهروكيميائي بمراقبة مستويات الكورتيزول بشكل مستمر، مما يعزز اليقظة، والميلاتونين، الذي يشير إلى الجسم بالنوم، وينقل القراءات إلى الهاتف عبر البلوتوث.

لقد أصبح الجهاز الأول في العالم الذي يجمع تحليل هذه الهرمونات. ووفقا للعلماء، تفتح هذه التكنولوجيا فرصا جديدة للأدوات الذكية لتتبع جودة النوم.

“إن التقييم الدقيق والمستمر لمستويات الكورتيزول والميلاتونين أمر بالغ الأهمية لفهم وإدارة إيقاعات الساعة البيولوجية. ومع ذلك، فإن الأساليب القائمة على اللعاب ليست مناسبة للمراقبة المستمرة على المدى الطويل”، كما تقول أنابورنا راماسوبرامانيا، طالبة الدراسات العليا في الهندسة الطبية الحيوية، والمؤلفة الأولى للدراسة.

تعتبر عينات اللعاب هي المعيار الذهبي لتقييم تركيزات الكورتيزول والميلاتونين. وفي دراسات النوم، يجب على المرضى الاستيقاظ بشكل دوري حتى يتمكن الطاقم الطبي من جمع العينات. تعمل التكنولوجيا الجديدة على تبسيط هذه العملية عن طريق قياس الهرمونات بشكل مستمر باستخدام العرق السلبي، وهو إفراز طبيعي من الجلد. دون تحفيز خارجي.

وفي التجربة، ارتدى 43 مشاركًا جهاز استشعار العرق لمدة 48 ساعة. خلال هذا الوقت، أخذوا اللعاب 12 مرة لمقارنة النتائج مع قراءات المستشعر. وتبين أن البيانات من كلتا الطريقتين متشابهة، مما أكد دقة المستشعر.

في المستقبل، قد يتجاوز التطوير الطب ويأخذ مكانه الصحيح بين الأدوات المستخدمة للتحكم في النوم. تحدد الساعات الذكية اليوم النوم واليقظة فقط من خلال علامات غير مباشرة، مثل حركات اليد ومعدل ضربات القلب وأحيانًا درجة حرارة الجسم.

يقول البروفيسور شاليني براساد: “في العالم الحديث، تلعب الإلكترونيات دورًا كبيرًا في جودة نومنا. أنماط نومنا تتغير. ليس من الضروري أن تكون عامل مناوبة أو طيارًا للتخلص من إيقاع الساعة البيولوجية الخاص بك. مجرد العيش محاطًا بالكثير من التكنولوجيا يغير كيفية نومنا ومقداره. وترتبط الصحة العقلية أيضًا ارتباطًا وثيقًا بنوعية النوم”.

اهتمام راماسوبرامانيا بإيقاعات الساعة البيولوجية له مصدر غير متوقع إلى حد ما: موسيقى كارناتيك، التي تُعزف على آلة وترية تشبه العود في وطنها. تعتمد العلاقة بين اللحن والإيقاع في هذه الموسيقى على مبادئ رياضية – النسب والأقسام والأنماط.

“وهذا ما أثار اهتمامي بتطبيق مبادئ الرياضيات والفيزياء على تحليل بيانات الساعة البيولوجية، لأن اللعبة خمر وأوضح طالب الدراسات العليا الذي درس هندسة الكمبيوتر في الهند: “يعتمد الأمر كثيرًا على كيفية نقر الوتر، وكيفية اهتزازه ومدة استمرار الصوت”.

مع هذه الأفكار التي تجمع بين الهواية والعلم، بالإضافة إلى الجوائز والشعارات التي حصلت عليها على الرغم من صغر سنها، جاءت إلى براساد.

وخلص البروفيسور إلى القول: “أخذت أنابورنا البيانات التي تم الحصول عليها من الجهاز وشرحت تركيبه الكيميائي حتى يتمكن المرء من فهم ما تعنيه المعلومات. هذه أسئلة لم نتمكن من الإجابة عليها، لكنها تمكنت من ذلك”.