Baca tanpa iklan
TRIBUNGORONTALO.COM -- Wei Gao, asisten profesor teknik medis di Caltech, telah menciptakan "kulit elektronik" yang secara terus-menerus memantau sembilan penanda berbeda yang mencirikan respons stres.
Sensor yang diberi nama CARES (consolidated artificial-intelligence-reinforced electronic skin) ini ditempelkan di pergelangan tangan dan tidak mengganggu aktivitas sehari-hari pemakainya selama pengujian, memungkinkan pengukuran tingkat stres dasar dan akut.
Stres adalah konsep yang sulit dipahami. Kita mungkin berkata "perasaan stres" atau "situasi stres" dan mengaitkannya dengan gejala fisik seperti sakit kepala atau menggertakan gigi.
Istilah stres sendiri bisa mencakup berbagai macam perasaan, gejala, perilaku, dan pengalaman.
Hans Selye, seorang dokter dan ahli kimia kelahiran Wina pada tahun 1907, adalah yang pertama mendefinisikan stres sebagai kondisi medis.
Terkejut oleh keluhan serupa seperti kelelahan, nafsu makan rendah, dan kurang motivasi dari pasien yang menderita penyakit yang sangat berbeda, Selye berspekulasi bahwa semua pasien merespons apa yang mereka miliki: sakit.
Baca juga: AI Terjemahkan Komunikasi Ayam, dari "Cok-Cok" ke Bahasa Manusia
Dia mendefinisikan stres sebagai "respons nonspesifik tubuh terhadap segala tuntutan."
Stres dapat dialami secara positif sebagai kegembiraan atau energi, atau negatif sebagai syok atau kecemasan.
Tetapi bagaimanapun stres dialami secara emosional, sekarang secara luas disepakati bahwa tergantung pada tingkat keparahan dan durasinya, stres akut dan kronis dapat merusak kesehatan fisik dan mental kita, serta mengurangi kemampuan kita untuk berfungsi sebagaimana mestinya.
Karena stres, seperti yang digambarkan Selye, "nonspesifik," tidak ada biomarker tunggal yang tersedia untuk memberi tahu kita secara pasti apakah atau seberapa besar seseorang stres.
Namun, stres memicu serangkaian reaksi tubuh yang jika digabungkan, dapat memberikan ukuran stres terlepas dari laporan sendiri. Gao memantau konstelasi ini dengan CARES.
"Ketika seseorang berada di bawah tekanan, hormon seperti epinefrin, norepinefrin, dan kortisol dilepaskan ke dalam aliran darah," jelas Gao, yang juga merupakan peneliti di Heritage Medical Research Institute dan Ronald and JoAnne Willens Scholar.
Keringat menjadi kaya dengan metabolit seperti glukosa, laktat, dan asam urat, serta elektrolit seperti natrium, kalium, dan amonium.
Ini adalah zat yang telah diukur oleh pihaknya sebelumnya menggunakan pengambilan mikrofluidik pada sensor keringat yang dapat dikenakan.
"Yang baru dalam CARES adalah sensor keringat terintegrasi dengan sensor yang merekam bentuk gelombang denyut, suhu kulit, dan respons kulit galvanik: sinyal fisiologis yang juga menunjukkan stres dengan cara yang dapat diprediksi," katanya.
Material baru semakin meningkatkan kinerja CARES. Meskipun bahan yang sebelumnya digunakan untuk sensor keringat dapat diproduksi secara efisien melalui pencetakan inkjet dan mampu mengukur secara akurat bahkan senyawa yang sangat langka, bahan tersebut secara bertahap terurai di hadapan cairan tubuh.
Pengenalan senyawa berbasis nikel membantu menstabilkan sensor berbasis enzim, seperti yang mendeteksi laktat atau glukosa, seperti halnya polimer baru yang ditambahkan ke sensor berbasis ion, yang mendeteksi biomarker seperti natrium atau kalium.
"Menambahkan material baru ini sangat meningkatkan stabilitas sensor selama operasi jangka panjang," lapor Gao.
Seperti sensor keringat sebelumnya, CARES dapat ditenagai baterai dan dapat berkomunikasi secara nirkabel dengan ponsel atau komputer melalui Bluetooth.
Inovasi penting lainnya dengan CARES adalah penambahan machine learning. Karena stres datang dalam banyak bentuk berbeda dan menstimulasi respons kompleks yang memengaruhi banyak sistem tubuh yang berbeda, menafsirkan sejumlah besar data secara akurat adalah kunci kegunaan CARES dan sensor lainnya.
Eksperimen yang menginduksi stres pada subjek yang mengenakan perangkat CARES menunjukkan bahwa sensor secara akurat mengukur keterkaitan biomarker fisiologis (seperti denyut nadi) dan kimia (seperti glukosa).
Subjek juga menjawab kuesioner untuk melaporkan sendiri perasaan cemas dan tekanan psikologis mereka sebelum dan setelah terkena situasi stres seperti olahraga berat atau permainan video yang intens.
Data menunjukkan korelasi yang jelas antara laporan sendiri tentang stres dan korelasi fisikokimiawi yang diukur oleh CARES.
"Tingkat stres dan kecemasan yang tinggi yang disebabkan oleh lingkungan kerja yang menuntut, seperti yang dialami oleh prajurit atau astronot, dapat secara signifikan memengaruhi kinerja," catat Gao.
"Deteksi dini tingkat stres memungkinkan intervensi tepat waktu. Sensor kami yang dapat dikenakan, dikombinasikan dengan machine learning, berpotensi memberikan wawasan tingkat stres secara real-time," tambah dia. (*)