به گزارش نیوزتل پژوهشگران ˮدانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلسˮ با همکاری ˮسام امامی نژادˮ، دانشمند ایرانی موفق شده اند یک ساعت هوشمند عرضه کنند که سطح هورمون استرس را با بررسی عرق بدن کاربر خود اندازه گیری می کند.
به گزارش نیوزتل به نقل از ایسنا و به نقل از وبسایت رسمی “دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس”(UCLA)، بدن انسان با تولید هورمونی معروف به “کورتیزول”(cortisol) نسبت به استرس از نوع روزانه گرفته تا شدید آن واکنش نشان داده است.
اندازه گیری سطح کورتیزول تا به امروز، بعنوان راهی برای شناسایی بالقوه بیماری هایی مانند افسردگی و استرس بعد از سانحه که در آنها سطوح هورمون افزایش می یابد، غیرعملی بوده است. سطوح کورتیزول به صورت سنتی از راه نمونه های خون و در آزمایشگاه های حرفه ای ارزیابی می شود و باآنکه این اندازه گیری ها می توانند برای تشخیص بیماری های خاصی سودمند باشند اما نمی توانند تغییرات سطح کورتیزول را به مرور زمان ثبت کنند.
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، دستگاهی ابداع نموده اند که می تواند گام مهمی در این حوزه باشد. دستگاه آنها یک ساعت هوشمند است که سطح کورتیزول موجود در عرق را به دقت و به صورت غیرتهاجمی در لحظه ارزیابی می نماید. شاید این فناوری بتواند توانایی اندازه گیری یک شاخص بیوشیمیایی مهم استرس و واکنش نشان دادن به آنرا برای کاربران فراهم آورد.
“آن اندروز”(Anne Andrews)، استاد روانپزشکی و علوم رفتاری دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس و از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: من پیشبینی می کنم که توانایی نظارت بر تغییرات کورتیزول از نزدیک و به مرور زمان، برای افراد مبتلا به اختلالات روانی بسیار سودمند باشد. آنها امکان دارد بتوانند از مشکلی که در راه می باشد، آگاه شوند یا تغییرات الگوهای شخصی خویش را تحت نظر داشته باشند.
“سام امامی نژاد”(Sam Emaminejad)، دانشیار مهندسی کامپیوتر دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس و از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: کورتیزول برای اندازه گیری از راه عرق، بسیار مناسب می باشد.
وی ادامه داد: ما دریافتیم که با ردیابی کورتیزول در عرق می توانیم با کمک یک دستگاه پوشیدنی برچنین تغییراتی نظارت کنیم؛ همان گونه که پیش تر در مورد مولکول های کوچک دیگری مانند متابولیت ها و مواد دارویی نشان داده ایم. کورتیزول به علت اندازه مولکولی کوچک خود، با غلظتی در عرق منتشر می شود که دقیقا سطوح در گردش آنرا منعکس می کند.
این فناوری بر پژوهش پیشین امامی نژاد، اندروز و گروه پژوهشی آنها در دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس مبتنی است.
در این ساعت هوشمند جدید، یک لایه نازک از چسبی مخصوص، حجم بسیار کمی از عرق را جمع آوری می کند. یک سنسور متصل به آن، کورتیزول را با استفاده از رشته های مهندسی شده DNA معروف به “آپتامرها”(aptamers) شناسایی می کند که بگونه ای طراحی شده اند تا یک مولکول کورتیزول در هر آپتامر، مانند یک کلید متناسب با قفل قرار بگیرد. هنگامی که کورتیزول متصل می شود، آپتامر تغییر شکل می دهد؛ بگونه ای که میادین الکتریکی در سطح یک ترانزیستور را تغییر می دهد.
این اختراع همراه با پژوهشی که در سال ۲۰۲۱ انجام شد و توانایی اندازه گیری مواد شیمیایی مهم مغز را با استفاده از کاوشگرها نشان داد، نقطه اوج یک جستجوی علمی بلندمدت برای اندروز به حساب می آید. اندروز طی بیشتر از ۲۰ سال گذشته، برای نظارت بر مولکول هایی مانند سروتونین که یک پیام رسان شیمیایی در رابطه با تنظیم خلق و خو در مغز موجودات زنده به حساب می آید، کوشیده است.
وی در سال ۱۹۹۹، استفاده از نوکلئیک اسیدها را به جای پروتئین پیشنهاد کرد تا از آنها برای شناسایی مولکول های خاصی استفاده گردد. اندروز اظهار داشت: این راهبرد، ما را به سمت حل کردن یک مشکل اساسی در ارتباط با فیزیک سوق داد؛ اینکه چگونه ترانزیستورها را برای اندازه گیری های الکترونیکی در سیالات بیولوژیکی بسازیم.
در همین حال، امامی نژاد چشم انداز نظارت همه جانبه بر سلامت شخصی را در نظر داشته است. آزمایشگاه او، پیشگام ابداع دستگاههای پوشیدنی مجهز به سنسورهای زیستی است که سطوح مولکول های خاصی را ردیابی می کنند.
امامی نژاد اظهار داشت: ما درحال ورود به دوران نظارت مستقیم هستیم؛ دوره ای که به جای رفتن به پزشک برای معاینه، اساسا پزشک همیشه همراه ما است. داده ها جمع آوری و ارزیابی می شوند و به ما بازخوردی در لحظه عرضه می دهند تا به بهبود سلامتی و رفاه ما کمک کنند.
آزمایشگاه امامی نژاد پیش تر نشان داده بود که یک نسخه یکبار مصرف از لایه چسب ویژه، ساعتهای هوشمند را قادر می سازد تا مواد شیمیایی ناشی از عرق را تجزیه و تحلیل کنند. بررسی های پیشین نشان داد که سنسورهای ساخته شده توسط گروه امامی نژاد می توانند برای تشخیص بیماری هایی مانند فیبروز کیستیک و شخصی سازی درمان سودمند باشند.
یک چالش در راه استفاده از سطح کورتیزول برای تشخیص افسردگی و سایر اختلالات، این است که سطح هورمون می تواند به صورت گسترده ای از شخصی به شخص دیگر متفاوت باشد. ازاین رو پزشکان نمی توانند از هر نوع اندازه گیری، اطلاعات بسیاری را به دست بیاورند اما پژوهشگران پیشبینی می کنند که ردیابی سطوح کورتیزول به مرور زمان و با استفاده از ساعت هوشمند امکان دارد کاربران و پزشکان آنها را نسبت به تغییراتی که می توانند از نظر بالینی برای تشخیص یا نظارت بر اثرات درمان مهم باشند، آگاه کند.
“جانت تومیاما”(Janet Tomiyama)، دانشیار روان شناسی دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس که سال ها با آزمایشگاه امامی نژاد جهت بررسی دستگاههای پوشیدنی وی در محیط های بالینی همکاری کرده است هم در این پژوهش حضور دارد.
“پل وایس”(Paul Weiss)، استاد برجسته شیمی و بیوشیمی دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس و از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: این پژوهش با گردهم آمدن بخش های متفاوت دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، به کار مهمی تبدیل شد. این از نزدیکی ما، نداشتن مشکل با یکدیگر و هیجان زده بودن برای همکاری حاصل می شود. ما می توانیم مشکلات یکدیگر را حل نماییم و این فناوری را در مسیرهای جدیدی قرار دهیم.
این پژوهش، در مجله “Science Advances” به چاپ رسید.

منبع: newstel.ir