চাপের জন্য ঘাম পরীক্ষা: কর্টিসল এবং অ্যাড্রেনালিন আমাদের কী বলে?

ক্যালটেকের প্রকৌশলীরা এবং তাদের সহকর্মীরা "স্ট্রেসোমিক" নামক একটি নরম, পরিধানযোগ্য ল্যাবরেটরি প্যাচ প্রদর্শন করেছেন যা একই সাথে তিনটি মূল স্ট্রেস হরমোন: কর্টিসল, অ্যাড্রেনালিন এবং নোরাদ্রেনালিন পর্যবেক্ষণ করে, ঘামের ফোঁটা ব্যবহার করে। ডিভাইসটি নিজেই স্থানীয় মাইক্রোকারেন্ট উদ্দীপনার মাধ্যমে ঘাম প্ররোচিত করে, মাইক্রোচ্যানেলের মাধ্যমে মিনি-রিঅ্যাক্টরে পৌঁছে দেয়, পরিমাপ নেয় এবং ওয়্যারলেসভাবে একটি ফোনে ডেটা পাঠায়। এই সবকিছুই একটানা মোডে। গবেষণাটি সায়েন্স অ্যাডভান্সেস জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে ।

এটা কেন প্রয়োজন?

নাড়ি বা প্রশ্নাবলীর মাধ্যমে চাপ মূল্যায়ন করা সুবিধাজনক, তবে এগুলি পরোক্ষ পরিমাপ। জৈব রসায়ন আরও সঠিক: কর্টিসল HPA অক্ষের (হাইপোথ্যালামাস-পিটুইটারি-অ্যাড্রিনাল গ্রন্থি) দীর্ঘ প্রতিক্রিয়া প্রতিফলিত করে, এবং অ্যাড্রেনালিন/নোরড্রেনালিন সহানুভূতিশীল স্নায়ুতন্ত্রের দ্রুত মুক্তি প্রতিফলিত করে ("লড়াই বা পালিয়ে যাওয়া")। বাস্তবে, উভয় সার্কিটই একে অপরের সাথে জড়িত, তাই মাল্টিপ্লেক্স (একসাথে বেশ কয়েকটি হরমোন) এবং গতিশীল (সময়ের সাথে সাথে) পরিমাপ অনেক বেশি সম্পূর্ণ চিত্র দেয়।

এটি ভিতরে কীভাবে কাজ করে

• প্যাচটি কার্বাচোল সহ হাইড্রোজেলের মাধ্যমে আয়নোফোরেসিস ব্যবহার করে স্থানীয় ঘাম প্ররোচিত করে - প্রশিক্ষণ এবং চাপ ছাড়াই ঘাম দেখা দেয়।
• এরপর, কৈশিক বিস্ফোরণ ভালভ সহ মাইক্রোফ্লুইডিক্স বিশ্লেষণ চেম্বারে কিছু অংশে ঘাম সরবরাহ করে, সেখানে স্বয়ংক্রিয়ভাবে বিকারক যোগ করা হয় এবং তারপর চেম্বারটি "রিফ্রেশ" করা হয় যাতে সেন্সরগুলি অতিরিক্ত স্যাচুরেটেড না হয়।
• ইলেকট্রোডগুলি লেজার-খোদাই করা গ্রাফিনে "সোনালী ন্যানো-ডেনড্রাইট" দিয়ে তৈরি করা হয়: এই ধরনের রুক্ষ-ছিদ্রযুক্ত পৃষ্ঠ অ্যাড্রেনালিন/নোরড্রেনালিনের পিকোমোলার ঘনত্বের জন্য অতি সংবেদনশীলতা প্রদান করে।
• পরিমাপগুলি নিজেই প্রতিযোগিতামূলক ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইমিউনোঅ্যাসেস যার রেডক্স লেবেল হিসেবে মিথিলিন ব্লু ব্যবহার করা হয়েছে: নমুনায় যত বেশি হরমোন থাকবে, সংকেত তত দুর্বল হবে।

সম্পূর্ণ সার্কিটটি কম শব্দ, পুনরুৎপাদনযোগ্য "টেক-অফ" এর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যেখানে ড্রিফ্ট ক্ষতিপূরণ এবং ঘামের হারের প্রভাব রয়েছে।

নির্ভুলতা পরীক্ষা করা হচ্ছে

লেখকরা প্রথমে সেন্সরগুলিকে সমাধানের উপর ক্যালিব্রেট করেছেন, তারপর মানুষের ঘামের রিডিংগুলিকে ELISA (পরীক্ষাগার "গোল্ড স্ট্যান্ডার্ড") এর সাথে তুলনা করেছেন - এই মানদণ্ডটি ভালো। এছাড়াও, তারা ঘামের মাত্রা এবং রক্তের সিরামের মাত্রার মধ্যে একটি যুক্তিসঙ্গত সংযোগ দেখিয়েছেন (কয়েক ডজন নমুনার উপর পারস্পরিক সম্পর্ক)।

তুমি মানুষের উপর কী দেখেছো?

প্যাচটি তিনটি পরিস্থিতিতে পরীক্ষা করা হয়েছিল:

1. শারীরিক চাপ (HIIT): অ্যাড্রেনালিন/নোরড্রেনালিনের দ্রুত সর্বোচ্চ স্তর এবং কর্টিসলের ধীর তরঙ্গ।
2. মানসিক চাপ (যাচাইকৃত IAPS চিত্র সেটটি দেখে): কম মোট ঘামে "দ্রুত" ক্যাটেকোলামাইনের অবদান আরও স্পষ্ট - ঠিক যেখানে নাড়ি/GSR সবসময় নির্ভরযোগ্য নয়।
3. ফার্মাকোলজিক্যাল/পুষ্টিগত মড্যুলেশন (প্রবন্ধে "পরিপূরক"): হরমোন প্রোফাইল পূর্বাভাসযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়, যা হস্তক্ষেপের প্রভাব মূল্যায়নের জন্য সিস্টেমের উপযুক্ততা প্রদর্শন করে।
4. প্রধান বৈশিষ্ট্য হল তিনটি হরমোনের বিভিন্ন সময়ের "স্বাক্ষর": বক্ররেখার আকৃতি দ্বারা, কেউ তীব্র এবং আরও দীর্ঘস্থায়ী চাপ প্রতিক্রিয়া এবং সহানুভূতিশীল এবং HPA অক্ষের মধ্যে তাদের "রোল কল" এর মধ্যে পার্থক্য করতে পারে।

এটা শুধু কর্টিসলের চেয়ে কীভাবে ভালো?

কর্টিসল একাই অল্প সময়ের জন্য চাপের অনুভূতি এড়াতে পারে; কেবল ক্যাটেকোলামাইন আপনাকে দীর্ঘস্থায়ী চাপ সম্পর্কে বলবে না। একটি জয়েন্ট কন্টিনিউয়াস প্রোফাইল উভয় কাজকেই অন্তর্ভুক্ত করে এবং আপনাকে খারাপ প্রতিক্রিয়াও দেখতে দেয় (উদাহরণস্বরূপ, যখন ক্যাটেকোলামাইন "জ্বলন্ত" হয় এবং কর্টিসোল প্রতিক্রিয়া বিলম্বিত হয়, অথবা বিপরীতভাবে)।

মনে রাখার সীমাবদ্ধতা

• এটি একটি প্রকৌশল গবেষণা: বাজারে পাওয়া কোনও চিকিৎসা যন্ত্র বা উদ্বেগজনিত ব্যাধি/জ্বালানিজনিত রোগের জন্য কোনও রোগ নির্ণয়ের সরঞ্জাম নয়।
• ঘাম একটি জটিল ম্যাট্রিক্স: নিঃসরণের হার, ত্বকের তাপমাত্রা, pH, গঠন সংকেতকে প্রভাবিত করতে পারে। লেখকরা এগুলি গঠনমূলকভাবে বিবেচনা করেছেন, তবে ক্লিনিকাল বৈধতা এখনও বাকি।
• সীমিত নমুনায় ঘামের মাত্রা এবং শরীরের অবস্থার মধ্যে সম্পর্ক নিশ্চিত করা হয়েছে; ক্লিনিকাল ব্যবহারের জন্য দীর্ঘ এবং আরও বৈচিত্র্যময় গবেষণা প্রয়োজন।

লেখকদের মন্তব্য

• জে. তু (প্রধান লেখক): "আমরা প্রথমবারের মতো দেখিয়েছি যে শুধুমাত্র একটি চিহ্নের পরিবর্তে, ঘাম থেকে একাধিক চাপ-সম্পর্কিত হরমোন একই সাথে এবং ক্রমাগতভাবে পড়া যেতে পারে। এটি চাপ পর্যবেক্ষণকে প্রকৃত মানব শারীরবিদ্যার কাছাকাছি নিয়ে আসে।"
• ওয়েই গাও (সংশ্লিষ্ট লেখক): "এই ত্বকের যন্ত্রটি বাস্তব সময়ে এবং সূঁচ ছাড়াই কাজ করে, মানসিক চাপ ব্যবস্থাপনা থেকে শুরু করে থেরাপির কার্যকারিতা মূল্যায়ন পর্যন্ত - সাইকোফিজিওলজিক্যাল অবস্থার ব্যক্তিগত পর্যবেক্ষণের পথ খুলে দেয়।"
• ইলেকট্রনিক্স/সিগন্যাল ইঞ্জিনিয়ার: আমরা ডিভাইসের একেবারে প্রান্তে সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ তৈরি করেছি: শব্দ ফিল্টারিং, ঘাম প্রবাহ ক্যালিব্রেশন এবং রিয়েল-টাইম বায়োমার্কারে সিগন্যাল রূপান্তর। এটি প্যাচটিকে স্থির সরঞ্জাম থেকে স্বাধীন করে তোলে এবং দৈনন্দিন ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
• ক্লিনিক্যাল সহ-লেখক (এন্ডোক্রিনোলজি): মূল অভিনবত্ব হল "দ্রুত" হরমোন (এপিনেফ্রিন/নোরেপাইনফ্রিন) এবং "ধীর" কর্টিসলের একযোগে পাঠ। তাদের সম্মিলিত প্রোফাইল একক মার্কারের চেয়ে স্ট্রেস ফিজিওলজিকে আরও ভালভাবে প্রতিফলিত করে এবং এটি মানুষের তথ্য ব্যাখ্যা করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
• মাইক্রোফ্লুইডিক্স বিশেষজ্ঞ: আমরা কম ঘামের পরিমাণ এবং ব্যবহারকারীর চলাচলের মাধ্যমে স্থিতিশীল অপারেশন অর্জন করেছি। চ্যানেলগুলি স্ব-ভরাট হয় এবং সেন্সরগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে ঘামের হারের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয় যাতে ঘনত্ব সঠিক হয় এবং "পাতলা" না হয়।
• অ্যালগরিদম/এআই ডেভেলপার: মডেলটি পৃথক বেসলাইন বিবেচনা করে এবং তাপ বা ব্যায়ামের মতো শিল্পকর্ম থেকে শারীরবৃত্তীয় চাপকে আলাদা করার জন্য প্রশিক্ষিত। এটি সংকেতকে আরও "আচরণগতভাবে" কার্যকর করে তোলে।
• প্রকল্প ব্যবস্থাপক: এটি কোনও আউট অফ বক্স চিকিৎসা রোগ নির্ণয় নয়, বরং একটি প্ল্যাটফর্ম। পরবর্তী পদক্ষেপগুলি হল দীর্ঘ পরিধানযোগ্য অধ্যয়ন, বিভিন্ন ব্যবহারকারী গোষ্ঠীর জন্য ক্রমাঙ্কন এবং প্রয়োজনে, নির্দিষ্ট পরিস্থিতির জন্য ক্লিনিকাল বৈধতার দিকে অগ্রসর হওয়া - খেলাধুলা থেকে কর্মক্ষেত্রে চাপ পর্যবেক্ষণ পর্যন্ত।

এটা আর কী দিতে পারে?

ব্যক্তিগত চাপ পর্যবেক্ষণ (খেলাধুলা, শিফটের কাজ, পাইলট/ডাক্তার), সাইকোথেরাপি এবং প্রশিক্ষণের কার্যকারিতা মূল্যায়ন, স্মার্ট পরিধেয় সরঞ্জাম, ক্ষতিকারক চাপ প্রতিক্রিয়ার ধরণগুলির প্রাথমিক সনাক্তকরণ। এবং গবেষণায়, প্রাকৃতিক সময়ের স্কেলে চাপ জীববিজ্ঞান বিশ্লেষণের জন্য একটি নতুন হাতিয়ার।