Ново wearable устройство проследява „скрит“ стрес чрез пет физиологични сигнала в реално време

Учени от Northwestern University разработиха ново поколение носимо устройство, което може да следи скрития стрес в организма чрез непрекъснат анализ на няколко ключови физиологични сигнала едновременно. За разлика от класическите полиграфи, използвани в криминалистиката, новата система не е предназначена за разпознаване на лъжа, а за откриване на ранни признаци на физиологичен и психологически стрес.

Изследователите описват устройството като малък, лек и гъвкав „биоелектронен пластир“, който се поставя върху гърдите и може да работи повече от 24 часа без прекъсване. Системата проследява сърдечната дейност, дишането, изпотяването, температурата и кръвния поток, а след това алгоритми с елементи на машинно обучение анализират данните в реално време.

Според учените това може да се превърне в една от най-важните следващи стъпки в развитието на персонализирания мониторинг на психичното и физическото здраве.

стрес

Как работи устройството

Новата система комбинира няколко биометрични измервания едновременно, което позволява много по-пълна картина на реакцията на организма към стрес.

Устройството следи:

сърдечен ритъм и вариабилност на пулса;
честота и дълбочина на дишането;
електродермална активност и изпотяване;
промени в периферния кръвен поток;
температурата на кожата.

Вместо да анализира само един параметър, системата комбинира всички сигнали в общ физиологичен модел на стрес. Данните се изпращат безжично към смартфон или таблет, където се обработват от алгоритми за разпознаване на модели.

Изследователите обясняват, че това е важно, защото стресът рядко се проявява само чрез една физиологична реакция. Организмът реагира комплексно – чрез автономната нервна система, хормоналните механизми и сърдечно-съдовите промени.

Защо „скритият“ стрес е толкова важен

Един от най-интересните аспекти на проекта е, че устройството може да засича физиологичен стрес още преди човек съзнателно да осъзнае напрежението.

Според учените тялото често започва да реагира много преди мозъкът да регистрира субективното усещане за тревожност или претоварване.

Това е особено важно, защото хроничният стрес се свързва с широк спектър от здравословни проблеми:

хипертония;
сърдечно-съдови заболявания;
нарушения на съня;
депресия и тревожност;
метаболитни нарушения;
понижен имунитет;
когнитивно изтощение и burnout.

В много случаи хората свикват с постоянно високи нива на напрежение и престават да разпознават симптомите навреме.

Именно затова обективното физиологично измерване може да има сериозно значение както за медицината, така и за ежедневното проследяване на здравето.

Потенциални приложения в медицината

Според авторите технологията може да има особено голяма стойност при пациенти, които не могат ясно да комуникират дискомфорта или стреса си.

Сред потенциалните приложения се обсъждат:

новородени и малки деца;
възрастни хора;
пациенти в интензивни отделения;
седирани пациенти;
хора с неврологични заболявания;
пациенти със сънни нарушения;
дългосрочно наблюдение на психично здраве.

Изследователите подчертават, че традиционната оценка на стреса често е субективна и зависи от въпросници, наблюдение или самостоятелно описание на симптомите.

При някои групи пациенти това е практически невъзможно.

Новата система може да осигури непрекъснат и обективен мониторинг без необходимост от сложни лабораторни тестове.

Какво показват първите тестове

В ранните тестове устройството е използвано по време на различни когнитивни задачи и симулации на стресови ситуации.

При задачи с повишена трудност системата е регистрирала ясно изразени промени в стресовите показатели, които съвпадат с други независими маркери на психофизиологично напрежение.

Особено интересни са резултатите при симулирани спешни медицински ситуации с участието на студенти по медицина.

Изследователите установяват, че участниците с най-силен физиологичен стрес са имали тенденция да се справят по-слабо с вземането на решения под напрежение.

Това подсказва, че подобни устройства могат потенциално да бъдат използвани и за оценка на когнитивното натоварване в професии с висок риск и висока отговорност.

Възможно ли е wearable устройствата да променят психичното здравеопазване?

През последните години носимите технологии постепенно се превръщат в една от най-бързо развиващите се области в медицината.

Смарт часовници и фитнес тракери вече могат да следят пулс, кислородна сатурация, физическа активност и дори някои нарушения на сърдечния ритъм.

Следващата голяма стъпка вероятно ще бъде по-прецизното проследяване на нервната система и психофизиологичното състояние.

Според специалистите бъдещето на wearable технологиите вероятно ще включва:

ранно откриване на хроничен стрес;
мониториране на burnout;
проследяване на тревожни разстройства;
анализ на съня и възстановяването;
персонализирани препоръки за почивка и натоварване;
предупреждения за физиологично претоварване.

Това обаче поставя и сериозни въпроси относно защитата на личните биометрични данни и начина, по който подобна информация може да бъде използвана.

Стресът като глобален здравен проблем

Световната здравна организация и множество международни здравни организации от години предупреждават, че хроничният стрес се превръща в един от най-сериозните фактори за общественото здраве.

Съвременният начин на живот, дигиталното претоварване, нарушеният сън, постоянната свързаност и високото професионално напрежение водят до все по-високи нива на психофизиологичен стрес.

Изследвания показват, че продължителното активиране на стресовите механизми може да повлияе почти всички системи в организма.

Особено тревожна е тенденцията при младите хора, при които нивата на тревожност, психическо изтощение и нарушения на съня продължават да се увеличават.

Какви са ограниченията на технологията

Въпреки обещаващите резултати учените подчертават, че устройството все още е в ранна фаза на развитие.

Все още не е напълно ясно колко точно системата може да различава различните типове стрес, както и доколко индивидуалните физиологични особености влияят върху резултатите.

Специалистите предупреждават също, че стресът е изключително сложен процес, който не може да бъде сведен само до един биометричен показател.

Именно затова бъдещето вероятно ще принадлежи на комбинирани системи, които анализират множество физиологични, поведенчески и дори хормонални данни едновременно.

Заключение

Новото wearable устройство на Northwestern University показва колко бързо се развива пресечната точка между биотехнологиите, изкуствения интелект и персонализираната медицина.

Вместо стресът да се оценява единствено чрез субективни усещания, бъдещите системи вероятно ще могат непрекъснато да проследяват физиологичното състояние на организма в реално време.

Макар технологията все още да е в ранна фаза, тя подчертава една все по-важна тенденция в медицината – преминаването от реактивно лечение към ранно откриване и превенция на здравните проблеми.