Voyager dans l’espace et détecter le niveau de stress… dans la sueur

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Quel est votre niveau de stress? Un peu, beaucoup? Vous l’ignorez? Toutes ces réponses sont valides, mais ne sont pas très utiles pour les chercheurs et les professionnels de la médecine, puisqu’elles sont toutes suggestives, et ne peuvent être aisément quantifiées. Au-delà d’un questionnaire, une méthode employée depuis longtemps, ou d’un test sanguin, dont la procédure suscite elle-même du stress, des chercheurs de Caltech ont mis au point un senseur qui pourrait s’appuyer sur la simple sueur d’une personne pour évaluer son stress.

Ainsi, Wei Gao, professeur adjoint en génie médical, a conçu un senseur sans fil qui peut détecter efficacement les niveaux de cortisol, un composé naturel qui est généralement considéré comme étant l’hormone du stress à l’intérieur du corps humain.

Dans une nouvelle étude publié dans Matter, M. Gao et ses collègues chercheurs démontrent comment ils ont conçu et produit ce senseur facile à fabriquer, ainsi que le fonctionnement de l’appareil lui-même.

Le senseur en question utilise une approche similaire à un autre appareil lui aussi développé par M. Gao qui peut mesurer le taux d’acide urique dans le sang, ce qui est utile pour surveiller d’éventuelles maladies comme les problèmes cardiovasculaires, le diabète ou les maladies rénales. Les deux senseurs sont fabriqués à partir de graphène, une déclinaison du carbone se présentant sous la forme de minces feuilles.

Une feuille de plastique est gravée au laser pour générer une structure en graphène en trois dimensions avec de petites ouvertures à travers lesquelles la sueur peut être analysée. Ces ouvertures – ou pores – créent une grande surface de détection sur le senseur, ce qui le rend suffisamment sensible pour détecter des composantes qui ne sont présentes qu’en très petites quantités dans la sueur. Dans le nouveau senseur, ces petits pores sont associés à un anticorps spécifiquement sensible au cortisol, ce qui permet de détecter ce dernier.

Au dire de M. Gao, les tests effectués pour prouver le fonctionnement de son nouveau senseur indiquent que le cortisol peut bel et bien être surveillé au cours de la journée de façon non invasive, et que la surveillance de la fluctuation cyclique du niveau de ce composé pourrait aussi permettre d’établir l’existence de problèmes de santé mentale.

« Les gens dépressifs possèdent un rythme circadien de cortisol différent de celui des gens en santé », affirme-t-il. « Avec les gens souffrant du syndrome de stress post-traumatique, c’est également différent. »

Détecter le stress loin de la Terre

Dans le cadre d’un autre test, les changements dans les niveaux de cortisol ont été enregistrés immédiatement alors qu’ils survenaient en réaction à un événement stressant important. « Notre temps d’analyse pourrait n’être que de quelques minutes », soutient M. Gao. « Généralement, un test sanguin nécessite au moins de une à deux autres, et requiert une prise de sang. Pour la surveillance du stress, la rapidité est essentielle. »

Si ce nouveau senseur pourrait être utilisé dans quantités de domaines liés à la médecine ici, sur Terre, cette appareillage fait aussi l’objet d’évaluations pour éventuellement être utilisé ailleurs que sur notre monde. En octobre, la NASA a annoncé que le professeur était l’un des six chercheurs sélectionnés pour participer à des études sur la santé des humains lors de missions dans l’espace lointain. Il recevra ainsi du financement pour développer sa technologie afin de mettre au point un système pour surveiller le stress et l’anxiété des astronautes dans le cadre du programme en question.

« Nous voulons concevoir un système portatif qui peut recueillir divers types de données, y compris les signes vitaux et des informations biomédicales moléculaires, pour obtenir la classification nécessaire afin d’évaluer le stress et l’anxiété lors des missions d’exploration », a encore mentionné M. Gao.


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