«جلد إلكتروني» معزّز بالذكاء الاصطناعي لمراقبة الإجهاد والتوتر

يظهر التوتر و الإجهاد في أشكال مختلفة تتراوح من القلق الخفيف إلى الحالات الصحية المزمنة. تقليدياً، كان فهم وقياس التوتر مهمة معقدة؛ نظراً لتنوع أعراضه وتأثيراته. ومع ذلك، مهّدت التطورات الحديثة في التكنولوجيا الطريق لحلول مبتكرة. أحد هذه الإنجازات يأتي من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، حيث طوّر الأستاذ المساعد في الهندسة الطبية، وي جاو، «جلداً إلكترونياً» يعد بإحداث ثورة في الطريقة التي نراقب بها الإجهاد ونديره.

هذا الجهاز الرائد، المسمى «CARES» (الجلد الإلكتروني المعزز بالذكاء الاصطناعي)، عبارة عن مادة لاصقة رفيعة يتم ارتداؤها على المعصم والتي تتيح المراقبة المستمرة لمستويات التوتر من خلال تحليل العرق. تم تصميم «CARES» لقياس تسع علامات مختلفة تشير إلى الاستجابة للضغط؛ مما يسمح لمرتديها بممارسة أنشطتهم اليومية بأقل قدر من التدخل. يقدم هذا التطور فهماً أكثر دقة لكل من مستويات الإجهاد الأساسية والحادة؛ وهو ما يمثل قفزة كبيرة من الطرق التقليدية لقياس الإجهاد.

طريقة عمل «CARES»

«CARES» هو جهاز متعدد الأوجه لا يقيس التغيرات الهرمونية الناجمة عن الإجهاد والتي تنعكس في تكوين العرق فحسب، بل يدمج أيضاً أجهزة استشعار للإشارات الفسيولوجية، مثل أشكال موجة النبض، ودرجة حرارة الجلد، واستجابة الجلد الكلفانية، وهي تقنيّة تستخدم لقياس الاستجابة العاطفيّة للمشارك في حافز معيّن. تعمل المواد المتقدمة المستخدمة في «CARES»، بما في ذلك المركّب القائم على النيكل والبوليمر الجديد، على تعزيز استقرار ودقة أجهزة الاستشعار؛ مما يضمن التشغيل الموثوق به على المدى الطويل.

يعد دمج التعلم الآلي في «CARES» ابتكاراً ملحوظاً. تتضمن استجابات الإجهاد أنظمة جسدية متعددة، ويعد التفسير الدقيق للبيانات المعقدة أمراً أساسياً لفاعلية الجهاز. أثبتت التجارب التي تسبب التوتر لدى الأشخاص الذين يرتدون «CARES»، إلى جانب البيانات المبلّغ عنها ذاتياً عن القلق والضغط النفسي، قدرة الجهاز على قياس مستويات التوتر بدقة.

استخدامات «CARES»

التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا واسعة ومتنوعة. يؤكد الأستاذ المساعد في الهندسة الطبية، وي جاو، على أهمية الكشف المبكر عن الإجهاد في بيئات العمل عالية الضغط، مثل تلك التي يعانيها الجنود أو رواد الفضاء، حيث يتأثر الأداء بشكل خطير بمستويات التوتر. يمكن للرؤى في الوقت الحقيقي التي تقدمها «CARES» أن تؤدي إلى تدخلات في الوقت المناسب؛ مما يعزز الصحة والأداء.

الإجهاد كمفهوم طبي

يعود تطور الإجهاد كمفهوم طبي إلى أوائل القرن العشرين عندما عرفه الطبيب والكيميائي هانز سيلي لأول مرة على أنه «استجابة غير محددة للجسم لأي مطالب أو متطلبات تتجاوز موارده المعتادة». منذ ذلك الحين، أدرك المجتمع الطبي أن التوتر، سواء كان إيجابياً على شكل إثارة أو سلبياً على شكل قلق، يمكن أن يؤثر بشكل عميق على الصحة البدنية والعقلية.

حقائق

دراسات حول الإجهاد والتوتر لعام 2023

• جامعة كاليفورنيا في بيركلي: الأشخاص الذين يشعرون بالضغط المالي أكثر عرضة للإصابة بالاكتئاب والقلق بنسبة 150 %.
• جامعة هارفارد: من يعانون ضغوط العمل هم أكثر عرضة لارتفاع ضغط الدم بنسبة 30 % وأمراض القلب بنسبة 20 %.
• جامعة ستانفورد: هؤلاء الذين يعانون ضغوط العلاقات أكثر عرضة للإصابة بالاكتئاب بنسبة 200 %.

تم نشر البحث عن «CARES،» المفصل في ورقة بحثية بعنوان «جلد إلكتروني للاستشعار الفيزيائي والكيميائي لرصد الاستجابة للضغط»، في مجلة «نايتشور إلكترونكس». وشمل المشروع التعاون مع باحثين من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، وجامعة هونغ كونغ للعلوم والتكنولوجيا، وجامعة كاليفورنيا، وحصل على تمويل من الكثير من المؤسسات المرموقة، بما في ذلك «ناسا» والمعاهد الوطنية للصحة.

يمثل «CARES» تقدماً كبيراً في التكنولوجيا القابلة للارتداء، حيث يقدم نهجاً عملياً ومبتكراً لمراقبة الإجهاد. وبينما نواصل مواجهة تحديات الحياة الحديثة، فإن مثل هذه الابتكارات التكنولوجية تحمل الوعد بتحسين فهمنا للظروف الصحية مثل الإجهاد؛ مما يمهد الطريق لتعزيز الرفاهية وإدارة الصحة العقلية. يعد هذا التطور بمثابة شهادة على الإمكانات المتزايدة للعلوم والتكنولوجيا الطبية في تحويل نهجنا تجاه الصحة والعافية.