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Le capteur de sueur détecte les niveaux de stress; Peut trouver une utilisation dans l’exploration spatiale

Le capteur de sueur détecte les niveaux de stress; Peut trouver une utilisation dans l'exploration spatiale

Un capteur de transpiration sans fil qui peut détecter une hormone liée au stress. Crédits: Caltech

Si quelqu’un vous demandait à quel point vous étiez stressé, que diriez-vous? Un peu? Beaucoup? Tu ne sais pas?

Ce sont toutes des réponses valables, mais elles ne sont pas particulièrement utiles aux chercheurs et professionnels de la santé car ils sont subjectifs et difficilement quantifiables. Néanmoins, au lieu d’une meilleure méthode de mesure du stress, la méthode courante depuis des années a consisté en un questionnaire sur le stress. La principale alternative au questionnaire, un test sanguin, peut fournir des données quantitatives mais nécessite un professionnel qualifié pour prélever le sang, et le stress de la procédure elle-même – être piqué avec une grosse aiguille – peut fausser les résultats de beaucoup de gens.

Mais quelque chose de mieux pourrait être au coin de la rue.

Wei Gao, professeur adjoint de génie médical à Caltech, a produit un sans fil capteur de sueur qui peut détecter avec précision les niveaux de cortisol, un composé naturel qui est généralement considéré comme l’hormone du stress du corps. Dans un nouvel article paru dans la revue Matter, Gao et ses collègues chercheurs montrent comment ils ont conçu et fabriqué le dispositif de production en série et comment il fonctionne, et démontrent qu’il est efficace pour détecter les niveaux de cortisol en temps quasi réel.

Le développement d’un appareil peu coûteux et précis pour mesurer le cortisol pourrait permettre une surveillance plus étendue et plus facile du stress, mais aussi d’autres conditions, y compris l’anxiété, le trouble de stress post-traumatique et la dépression, qui sont tous corrélés aux changements des niveaux de cortisol.

Le capteur développé par Gao est préparé en utilisant une approche similaire à celle d’un autre capteur de sueur qu’il a récemment créé et qui peut mesurer le niveau d’acide urique dans le sang, ce qui est utile pour surveiller des conditions telles que les maladies cardiovasculaires, le diabète ou les maladies rénales. Ce capteur de transpiration, et le nouveau que Gao et son équipe ont créé, sont tous deux en graphène, une forme de carbone en forme de feuille. Une feuille de plastique est gravée au laser pour générer une structure en graphène 3D avec de minuscules pores dans lesquels la sueur peut être analysée. Ces pores créent une grande surface dans le capteur, ce qui le rend suffisamment sensible pour détecter des composés qui ne sont présents qu’en très petites quantités dans la sueur. Dans le nouveau capteur, ces minuscules pores sont couplés à un anticorps, un type de molécule du système immunitaire, spécifiquement sensible au cortisol, lui permettant ainsi de détecter le composé.

Le capteur a été testé de deux manières différentes. Dans un test, la sueur d’un volontaire a été analysée sur une période de six jours et des données représentant les niveaux de cortisol ont été collectées. Chez un individu en bonne santé, les niveaux de cortisol augmentent et diminuent sur un cycle quotidien. Les niveaux culminent juste après le réveil d’un individu chaque matin et diminuent tout au long de la journée, et c’est exactement ce que le capteur a détecté.

Gao dit que c’est la première démonstration d’un capteur qui peut surveiller de manière non invasive la fluctuation quotidienne du cortisol, ajoutant que la surveillance du cycle quotidien du cortisol d’un patient pourrait révéler la présence de problèmes de santé mentale.

“Les patients dépressifs ont un schéma circadien de cortisol différent de celui des individus en bonne santé”, dit-il. “Avec les patients SSPT, c’est un autre différent.”

Dans l’autre test, des changements dans les niveaux de cortisol ont été enregistrés lorsqu’ils se sont produits en réponse à un stresseur aigu. Cela a été fait à travers deux expériences. En premier, sujets de test ont été invités à effectuer des exercices aérobies, car l’exercice intense est connu pour provoquer une forte augmentation du cortisol. Dans la deuxième expérience, les sujets testés ont été invités à plonger leurs mains dans de l’eau glacée, un facteur de stress suffisant pour provoquer la libération de cortisol. Dans les deux expériences, capteurs détecté en hausse niveaux de cortisol tout de suite.

“Notre temps d’analyse ne pourrait être que de quelques minutes”, explique Gao. “En règle générale, un test sanguin prend au moins une à deux heures et nécessite un prélèvement sanguin induisant un stress. Pour la surveillance du stress, le temps est très important. “

Bien que le capteur de Gao puisse trouver de nombreuses utilisations dans des applications médicales typiques ici sur Terre, il est également examiné pour des applications potentielles hors du monde. En octobre, la NASA a annoncé que Gao était l’un des six chercheurs sélectionnés pour participer à des études sur la santé des humains lors de missions dans l’espace lointain. Gao recevra un financement pour développer la technologie des capteurs en un système de surveillance du stress et de l’anxiété des astronautes dans le cadre du programme, qui est administré par l’Institut de recherche translationnelle pour la santé spatiale (TRISH).

“Nous visons à développer un système portable qui peut collecter des données multimodales, y compris des informations sur les signes vitaux et les biomarqueurs moléculaires, pour obtenir la classification précise du stress et de l’anxiété dans l’espace lointain”, a déclaré Gao.

Le document décrivant le capteur et les conclusions de Gao, intitulé «Enquête sur cortisol la dynamique de la sueur humaine à l’aide d’un système de santé mobile sans fil à base de graphène », paraît en ligne le 26 février et est imprimé dans le numéro d’avril de Matière.


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Plus d’information:
Rebeca M. Torrente-Rodríguez et al, Investigation of Cortisol Dynamics in Human Sweat Using a Graphene-Based Wireless mHealth System, Matière (2020). DOI: 10.1016 / j.matt.2020.01.021

Fourni par
Institut californien de technologie

Citation:
                                                 Le capteur de sueur détecte les niveaux de stress; Peut être utilisé dans l’exploration spatiale (2020, 26 février)
                                                 récupéré le 26 février 2020
                                                 depuis https://techxplore.com/news/2020-02-sensor-stress-space-exploration.html

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