Устройство для наблюдения за режимами сна своими руками

Устройство для самостоятельного отслеживания режима сна
Сравнение носимого устройства мониторинга сна с портативными мониторами движения тела. Предоставлено: W. Hong Yeo.

Одри Дуарте большую часть своей исследовательской карьеры проработала профессором Школы психологии, изучая память и старение. «Это действительно мой хлеб с маслом», — говорит Дуарте.

Вскоре это исследование будет сосредоточено на другом аспекте повседневной и ночной жизни, который меняется по мере взросления людей, в области, которая часто влияет на их память: на сне.

«Когда вы начинаете думать о том, что лежит в основе изменений памяти и старения, а также индивидуальных различий в способностях памяти, вы можете смотреть на определенные факторы, которые поддаются изменению — факторы, связанные со здоровьем, а сон имеет огромное значение», — говорит Дуарте.

Проблема со сбором данных от спящих субъектов заключается в том, что зачастую устройства, которые приходится носить людям, могут быть громоздкими и затруднять получение хорошего ночного сна. Это может повлиять на качество данных. Вот почему Дуарте сотрудничает с доцентом В. Хонг Йео, который занимается исследованиями микро- и наноинженерии в Школе машиностроения Джорджа Вудраффа. Вместе команда создает носимое электронное устройство гораздо меньшего размера, которое может считывать мозговые волны, позволяя владельцу легко переходить в различные стадии сна. По словам Йео, это устройство может быть скоро готово для домашних испытаний.

В настоящее время Дуарте и Йео работают над двумя проектами. Один из них поддерживается грантом Национального института здравоохранения, который направлен на разработку системы мониторинга сна в домашних условиях, которая измеряет сигналы мозга на лбу. Эта платформа с одним устройством будет использоваться для поиска нейронных сигнатур, связанных с ранним обнаружением болезни Альцгеймера. Другой проект поддерживается Huxley Medical Inc., компанией, основанной Йео, для создания недорогой беспроводной системы полисомнографии. Полисомнография описывает определенный вид исследования сна, который включает измерение мозговых волн, частоты сердечных сокращений и других показателей жизнедеятельности, чтобы помочь медицинским работникам понять нарушения сна.

Нанотехнологии спешат на помощь

Сделав это новое устройство доступным, простым в массовом производстве и, прежде всего, с помощью беспроводной связи, пациенты могли бы размещать устройство на лбу, не выходя из дома, а не посещать лабораторию сна. ,

Йео говорит, что нанотехнологии помогли ему придумать способ сделать устройство маленьким и ненавязчивым, чтобы испытуемые могли забыть, что у них есть монитор.

«По сути, мы разработаем новый метод производства наноматериалов, позволяющий печатать несколько наноматериалов для создания интегрированной системы беспроводных датчиков», — говорит Йео. «В целом, это устройство будет иметь исключительно малый форм-фактор», толщиной менее пяти миллиметров и весом менее восьми граммов. «Устройство по размеру похоже на кредитную карту или меньше»

Мягкая электроника, установленная на лбу пациента, будет включать несколько датчиков для измерения сигналов мозга, а также цепь Bluetooth. «По сути, он предлагает ту же беспроводную функциональность, что и часы Apple, так что это устройство можно подключить к любому смартфону или планшету для записи сигналов мозга на расстоянии до 20 метров от устройства», — говорит Йео.

Устройство для самостоятельного отслеживания режимов сна
Носимое устройство для мониторинга сна, разработанное W. Hong Yeo

Пробуждение по новому способу отслеживания сна

Проект команды стартовал в 2019 году, когда Йео связался с Дуарте по поводу необходимости получить доступ к лаборатории, которая измеряет электроэнцефалограммы (ЭЭГ), которые показывают электрическую активность в мозге. Йео хотел проверить другое устройство, над которым он работал, и Дуарте говорит, что это соединение заставило задуматься о других возможных вариантах сотрудничества.

«Я сразу увидела потенциал», — говорит она, рассказывая, что предыдущая работа Йео в области нанотехнологий привлекла ее внимание. «Мы только начали разговаривать, когда я увидел, что он строил».

Йео специализируется на «мягкой носимой электронике для мониторинга состояния здоровья и интерфейсах человек-компьютер», согласно данным его исследовательского веб-сайта. Ранее он разработал биомиметические материалы или «электронику, похожую на кожу». Одно из его предложений по устройству, помещаемое под подбородок людям с дисфагией или затрудненным глотанием, могло бы считывать электронные импульсы в горло и предназначено для того, чтобы помочь пациентам снова научиться глотать. В другом проекте используются ультратонкие мембранные биосенсоры, которые могут помочь пациентам управлять роботизированными инвалидными колясками по беспроводной сети.

«Вы забываете, что его устройства включены», — говорит Дуарте о дизайне. И «они действительно посылают высококачественные сигналы, которые можно записывать».

Она добавляет, что, хотя в настоящее время существуют устройства, отслеживающие движения во время сна, «и вы можете узнать кое-что о циклах сна и бодрствования — это объективные данные, но не активность мозга. Были все эти причины, по которым я хотел получить активность мозга. «

Связь «сон-память-здоровье»

Дуарте объясняет, что науке давно известно о связи между памятью и сном. «Глядя на активность мозга, когда люди спят, можно увидеть закономерности действий, связанных с памятью. События, которые мы переживаем в течение дня, воспроизводятся во время сна, и воспоминания могут быть усилены».

Постоянный хороший сон по ночам может принести пользу для здоровья, например, укрепить иммунную систему и улучшить состояние сердечно-сосудистой системы, а также улучшить память, добавляет Дуарте.

Она рассказывает, что пациенты с болезнью Альцгеймера являются предметом несвязанного исследования сна. «В активности мозга во сне могут быть некоторые вещи, которые служат биомаркерами патологии Альцгеймера», — говорит она. Если это удастся проверить, устройство для мониторинга сна меньшего размера могло бы уберечь пациентов от необходимости в более инвазивных процедурах, таких как спинномозговая пункция или сканирование мозга. «Они могли просто носить это устройство дома».

И Дуарте, и Йео заявляют, что пандемия COVID-19 изменила график тестирования устройства. Испытуемые, в том числе пожилые люди, не могут приходить в лаборатории, чтобы опробовать устройство и получить данные, но исследователи говорят, что они готовятся отправить их на домашнее тестирование.

«Из-за COVID-19 общий прогресс идет медленно», — говорит Йео. «Однако мы добились прогресса в разработке и производстве устройств. Я считаю, что мы можем начать использовать одно или два устройства с людьми в конце августа».

«После того, как мы убедимся, что у нас есть дизайн, который отличается высокой точностью и непросто ломается, мы собираемся рассылать его добровольцам разного возраста», — говорит Дуарте. А с такими платформами видеочата, как «Blue Jeans или Zoom, мы можем отвечать на вопросы, когда они возлагают это на свои головы»./P>

0 0
0 %
Happy
0 %
Sad
0 %
Excited
0 %
Angry
0 %
Surprise

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Close