Կոնտակտային ոսպնյակի վրա տեղադրված լաբորատորիան սթրեսը չափում է սերոտոնինով

Կոնտակտային ոսպնյակի վրա տեղադրված փոքրիկ լաբորատորիան կարողանում է չափել սերոտոնին նյարդամիջնորդանյութը արցունքի մեջ. դա կարող է դառնալ սթրեսի ոչ ինվազիվ գնահատման նոր եղանակ։ Հետազոտությունը հրապարակվել է սեպտեմբերի 16-ին Science Translational Medicine ամսագրում, սարքը ստեղծել է Լոս Անջելեսի Terasaki Institute-ի թիմը։

Սերոտոնինը որպես սթրեսի ազդանշան

Սթրեսը կապվում է դեպրեսիայի, շիզոֆրենիայի և այլ խանգարումների զարգացման հետ, սակայն բժիշկները հաճախ այն գնահատում են հարցաշարերով կամ օրագրերով, որոնք խիստ սուբյեկտիվ են։ Սերոտոնինը, որը հաճախ անվանում են «լավ տրամադրության հորմոն», կենտրոնական դեր ունի տրամադրության կարգավորման գործում։ Այն հիմնականում հանդիպում է մարսողական ուղում, արյան և նյարդային համակարգում, սակայն փոքր քանակներ կան նաև արցունքի մեջ։

Terasaki Institute-ի կենսաբժշկական սարքերի կենտրոնի ղեկավար Յանչժի Չժուն ասում է. «Արցունքը կարող է դառնալ կենսաքիմիական տեղեկատվության գործնական, ոչ ինվազիվ աղբյուր, որը հնարավոր է չափել ժամանակի ընթացքում կրկին ու կրկին»։ Նրա խոսքով՝ կենսամարկերների թեստավորումը մինչ օրս հիմնականում հենվում է արյան անալիզի վրա, որը տալիս է միայն մեկ կադր։

Ինչպես է աշխատում ոսպնյակը

Թիմը պատրաստել է փափուկ, բազմակի օգտագործման հիդրոգելային ոսպնյակներ՝ ճկուն գրաֆենի և արծաթի էլեկտրոդներով, որոնք օձաձև նախշերով տպված են և դիմանում կրկնվող դեֆորմացիային։ Սերոտոնինը հուսալի և կրկնելի ձևով հայտնաբերելու համար գրաֆենի վրա կապել են ֆերոցեն կոչվող միացությունը։ Քանի որ սերոտոնինը շատ ցածր կոնցենտրացիաներով է հանդիպում, Չժուն նշում է, որ «սենսորը պետք է լինի ծայրահեղ զգայուն և միաժամանակ տարբերի սերոտոնինը արցունքի մյուս մոլեկուլներից»։

Սերոտոնինով հարստացված արհեստական արցունքի ամաններում ոսպնյակները հայտնաբերել են լիտրում մոլի 72 տրիլիոներորդին հավասար կոնցենտրացիա, ինչը զգալիորեն ցածր է մարդու արցունքի միջին մակարդակից՝ լիտրում մոլի մոտ 15 միլիարդերորդից։ Ոսպնյակները գործունակ մնացել են 28 օրից ավելի շրջելուց, ծալելուց, ձգելուց և ոլորելուց հետո։

Կամավորներ, խոզ և մկներ

Հետազոտողները չափել են 10 կամավորի արցունքը երկու սթրեսային առաջադրանքից՝ հանրային ելույթից և մաթեմատիկական խնդիրներից, հինգ րոպե առաջ, անմիջապես հետո և մոտ 30 րոպե անց։ Սթրեսի աճին զուգահեռ արցունքում սերոտոնինի մակարդակը նվազել է։ Մեկ այլ փորձի ժամանակ ոսպնյակը հինգ րոպե դրվել է անզգայացված խոզի աչքին. այն հայտնաբերել է սերոտոնինը, երբ աչքին տվել են 50 և 100 նանոմոլար սերոտոնին պարունակող արհեստական արցունք։ Մկների մոտ, որոնց շարժունակությունը օրական մի քանի ժամ սահմանափակել են սթրեսը մեծացնելու համար, սերոտոնինը նվազել է և՛ արյան, և՛ արցունքի մեջ գրեթե նույն չափով։

Ինչ է սպասվում

Լաբորատոր և խոզի փորձերում ոսպնյակները ճկուն նիկելե մետաղալարերով միացված էին ընթերցող սարքավորումներին։ Թիմը ստեղծել է նաև անլար նախատիպ՝ NFC չիպով և ձգվող ալեհավաքով, որն աշխատում է առանց մարտկոցի և տվյալները փոխանցում սմարթֆոնին, սակայն անհրաժեշտ են լրացուցիչ օպտիմալացում և վալիդացիա։ Չժուն նշում է, որ դեռ պետք է հասկանալ, թե ինչպես է արցունքի սերոտոնինը տարբերվում մարդկանց և հիվանդությունների դեպքում, և ինչպես են չափումները կապված արյան կենսամարկերների հետ։ Հետազոտությանը չմասնակցած Caltech-ի պրոֆեսոր Վեյ Գաոն աշխատանքը անվանում է «հետաքրքիր ուղղություն կրվող բիոսենսորների ոլորտում»։