Kính áp tròng thông minh đo nồng độ serotonin để theo dõi căng thẳng

Các nhà nghiên cứu vừa công bố một bước tiến mới trong lĩnh vực cảm biến sinh học đeo trên người: một loại kính áp tròng được in các mạch điện uốn lượn có thể hoạt động như một cảm biến đo tín hiệu sinh hóa, bao gồm cả nồng độ serotonin. Thành tựu này mở ra tiềm năng theo dõi sức khỏe tinh thần của con người theo thời gian thực, ngay trong sinh hoạt hàng ngày.

Mô phỏng 3D kính áp tròng gắn cảm biến điện hóa uốn lượn quanh rìa mống mắt

Phòng thí nghiệm thu nhỏ trên mắt người

Ý tưởng cốt lõi của nghiên cứu là biến chiếc kính áp tròng — vốn chỉ có chức năng điều chỉnh thị lực hoặc làm đẹp — thành một phòng thí nghiệm thu nhỏ (lab-on-a-lens). Nhóm nghiên cứu do Minwoo Kim và Sang Won Lee đứng đầu đã thiết kế các cảm biến điện hóa in trực tiếp lên bề mặt kính, cho phép phân tích các chất sinh hóa có trong nước mắt.

Điểm đáng chú ý là nước mắt không chỉ chứa muối và protein, mà còn phản ánh nhiều chỉ số sinh hóa của cơ thể, trong đó có serotonin — chất dẫn truyền thần kinh liên quan trực tiếp đến tâm trạng, giấc ngủ và mức độ căng thẳng. Việc đo được chất này một cách liên tục và không xâm lấn là mục tiêu mà nhiều nhóm nghiên cứu y sinh theo đuổi từ lâu.

Vì sao serotonin lại quan trọng đến vậy?

Serotonin được biết đến như một trong những chất dẫn truyền thần kinh chủ chốt điều hòa cảm xúc. Nồng độ serotonin thấp thường gắn với trạng thái lo âu, trầm cảm và rối loạn giấc ngủ. Hiện nay, để đo nồng độ chất này, y tế thường phải lấy mẫu máu — một quy trình xâm lấn, tốn kém và không thể thực hiện liên tục.

Nếu có thể theo dõi sinh hóa cơ thể suốt cả ngày chỉ bằng một chiếc kính áp tròng, chúng ta sẽ có bức tranh đầy đủ hơn nhiều về sức khỏe tinh thần so với những xét nghiệm máu rời rạc.

Cách tiếp cận mới cho phép đo liên tục thay vì chỉ lấy mẫu tại một thời điểm. Điều này đặc biệt có ý nghĩa với những người mắc các vấn đề về sức khỏe tâm thần, khi mà mức độ căng thẳng và tâm trạng thay đổi theo từng giờ trong ngày.

Thách thức kỹ thuật và triển vọng ứng dụng

Việc tích hợp cảm biến lên kính áp tròng đối mặt với không ít khó khăn:

• Tính tương thích sinh học: vật liệu phải an toàn tuyệt đối khi tiếp xúc trực tiếp với giác mạc trong nhiều giờ.
• Nguồn điện: làm sao cung cấp năng lượng cho mạch điện mà không cần pin cồng kềnh.
• Độ chính xác: nước mắt là môi trường phức tạp, dễ gây nhiễu tín hiệu đo.
• Truyền dữ liệu: cần phương thức gửi kết quả ra ngoài mà không gây bất tiện cho người đeo.

Dù còn ở giai đoạn nghiên cứu, hướng đi này cho thấy tiềm năng rõ rệt trong các lĩnh vực y tế số, thiết bị đeo thông minh và chăm sóc sức khỏe cá nhân hóa. Trong tương lai, kính áp tròng thông minh có thể kết hợp cùng ứng dụng điện thoại để cảnh báo sớm các dấu hiệu căng thẳng quá mức, hỗ trợ bác sĩ theo dõi bệnh nhân từ xa, hoặc thậm chí điều chỉnh liệu trình điều trị dựa trên dữ liệu sinh hóa thời gian thực.

Với đà phát triển của công nghệ cảm biến sinh học và Internet vạn vật (IoT), việc đo lường cơ thể con người ngay trong đời sống thường nhật đang dần trở thành hiện thực — và chiếc kính áp tròng có thể chính là giao diện tiếp theo giữa cơ thể và dữ liệu số.