Lipsa acută de somn, detectată rapid prin analiza AI a biomarkerilor din sânge. Implicații pentru șoferii auto și cei care lucrează în ture

Prevenție

Dr. Iulia Andrei-Bitere
18 martie 2024
Citit de 218 ori.

Privarea de somn este un fenomen comun în societatea modernă, cauzată atât lucrul în ture lungi, de noapte, cât și de factori familiali cum ar fi îngrijirea unui nou-născut sau ca urmare a unor activități sociale și recreative. Impactul său negativ asupra performanței cognitive și a puterii de concentrare poate avea consecințe serioase, inclusiv creșterea riscului de accidente rutiere sau de muncă.

O echipă de cercetatori de la Universitatea Monash din Melbourne, Australia, în colaborare cu Universitatea Birmingham din UK, au efectuat un studiu care a avut ca scop identificarea unui biomarker metabolomic al privării acute de somn, folosind algoritmi de machine learning.

Acest biomarker metabolomic, format din cei cinci metaboliți, ar putea fi astfel folosit în dezvoltarea de standarde, biosenzori și dispozitive pentru detectarea rapidă a lipsei acute de somn. Implementarea unui astfel de biomarker în mediile de lucru unde erorile cauzate de oboseală sunt frecvent întâlnite poate duce la scăderea semnificativă a accidentelor de muncă. De asemenea, un dispozitiv portabil se poate dovedi util în caz de accidente rutiere sau în detectarea șoferilor aflați la risc.

„Testarea alcoolemiei a fost un factor determinant în reducerea accidentelor rutiere, a leziunilor și deceselor asociate și este posibil să realizăm același lucru cu oboseala. Dar este necesară încă multă muncă pentru a atinge acest obiectiv” a explicat autoare principală a studiului, Dr. Clare Anderson.

Studiul publicat în revista Science Advances, a implicat recoltarea de sânge de la trei grupuri de voluntari (adulți tineri, fără patologii asociate). Primele două grupuri de voluntari au fost supuse unui protocol de veghe prelungită ( 40 de ore), timp în care s-au prelevat probe la fiecare două ore. Al treilea grup a menținut un ritm normal de somn pe parcursul nopții. Probele au fost analizate folosind metode de cromatografie lichidă cuplată cu spectrometrie de masă, iar datele au fost utilizate pentru antrenarea unui algoritm de machine learning.

Din cei 1035 de metaboliți analizați, 929 au fost incluși în studiu, iar dintre aceștia, cinci au avut variații semnificative ale valorilor de-a lungul perioadei de supraveghere:

vanilin 4-sulfat, un metabolit al vanilinei alimentare format în special în ficat. Scăderea valorii acestuia pe parcursul studiului putând indica o reducere a funcției hepatice.
indol-3-propionat – cu rol antioxidant, protectiv, care a înregistrat, de asemenea, scăderi ale valorilor.
specii moleculare de fosfatidilinositol – lipide prezente în membranele celulare, creșterea valorii acestora fiind asociată cu afectarea integrității celulare.
specii moleculare de lisofosfatidilcolină – implicate în răspunsul inflamator și apoptoză celulară.
o monozaharidă care nu a putut fi identificată.

Modificarea acestor metaboliți la persoanele private de somn implică o afectare a proceselor biologice și ridică problema posibilelor implicații pentru sănătate.

Acuratețea în identificarea valuntarilor care aveau peste 24 de ore de veghe a fost de peste 90% comparând valorile metaboliților pe parcursul celor 40 de ore cu valorile de la începerea studiului. Algoritmul a permis și o bună identificare a persoanelor care care au fost în stare de veghe timp de 18 până la 24 de ore, cu o acuratețe de peste 80% compartiv cu nivelul metaboliților acelorași voluntari înainte de privarea de somn. Acuratețea a scazut odată cu scaderea pragului de identificare a privării de somn.

Conform autoarei principale a studiului, Prof. Clare Andrerson, cinci ore de somn pe noapte deja reprezinta un factor de risc pentru șoferi, iar conducerea unui autovehicul după o veghe de 24 de ore ar fi comparabilă, în termeni de performață, cu o alcoolemie de două ori peste limita legală.

Limitările studiului sunt legate de numărul mic de participanți și de includerea doar a voluntarilor tineri, fără patologii asociate, fără a se lua în considerare factori ce țin de etnie sau stil de viață, rezultatele neputând fi astfel extinse pentru populația generală. În viitor, cercetătorii intenționează să testeze biomarkerul în medii mai puțin controlate și să exploreze posibilitatea utilizării acestuia în investigațiile post-accidente. Cu toate acestea, descoperirea lor deschide calea către o abordare inovatoare și eficientă în gestionarea riscurilor asociate privării de somn, contribuind la îmbunătățirea siguranței publice.

Citește și: