Un equipo de investigación de varios campus ha desarrollado un dispositivo novedoso para medir de forma no invasiva la actividad del nervio cervical en humanos. El dispositivo, tiene aplicaciones potenciales para colocar tratamientos más personalizados para la sepsis y condiciones de salud mental como el trastorno de estrés postraumático (TEPT).
El dispositivo cuenta con una matriz flexible de electrodos que se extienden desde la parte inferior delantera hasta la parte superior trasera del cuello, lo que permite a los investigadores capturar la actividad eléctrica a través de diferentes nervios. Otras características incluyen una interfaz de usuario integrada para visualizar datos en tiempo real y un algoritmo personalizado para agrupar a las personas según la respuesta de su sistema nervioso al estrés.
La nueva matriz flexible se puede usar hasta un día y se mueve fácilmente con los movimientos de la cabeza y el cuello del paciente para un control más prolongado e indoloro.
Para explorar los biotipos autónomos humanos, o grupos de pacientes cuyos sistemas nerviosos involuntarios respondían de manera similar al estrés, los investigadores realizaron una serie de pruebas que pedían a los participantes del estudio que colocaran y sostuvieran la mano en agua helada, seguido de un ejercicio de respiración cronometrado. El conjunto de electrodos registró la señalización del nervio cervical, denominada electroneurografía cervical por el equipo, y la frecuencia cardíaca en los sujetos antes y después del desafío con agua helada y durante el ejercicio de respiración.
Los investigadores encontraron que los participantes del estudio se dividieron consistentemente en dos grupos de biotipo distintos: aquellos cuya activación neuronal y frecuencia cardíaca aumentaron durante ambas pruebas, y aquellos que exhibieron la tendencia opuesta. El algoritmo único del dispositivo también ofrece la oportunidad de identificar diferencias en la respuesta de grupos de nervios específicos a factores estresantes como el dolor inducido por el desafío del agua helada y los síntomas físicos, que incluyen sudoración y aumento de la frecuencia cardíaca , asociados con el desafío de respiración cronometrada.
Aunque el conjunto de electrodos no puede identificar los nervios exactos que se disparan en respuesta al estrés y el dolor del desafío del agua fría, los investigadores esperan que algún día ayude a diagnosticar y tratar afecciones que incluyen TEPT y sepsis. El nervio vago, por ejemplo, desencadena la inflamación en respuesta a lesiones o infecciones en el cuerpo, un mecanismo que puede interrumpirse con el TEPT. Dentro de los entornos hospitalarios, el dispositivo podría ayudar a identificar a los pacientes susceptibles a condiciones potencialmente mortales como la sepsis al identificar a las personas que reaccionan fuertemente al estrés físico.
Como siguiente paso, los investigadores planean integrar la matriz con hardware adicional para un sensor portátil inalámbrico que se puede implementar fuera del laboratorio. Los investigadores ahora están avanzando con un ensayo clínico de detección de sepsis en el hospital.
La investigación fue publicada en la revista Scientific Reports.
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