《Biosensors and Bioelectronics》：Multiplex miRNA quantification based on response of difunctional molecular beacon to hairpin probe-triggered isothermal amplification
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本研究针对急性应激引发心血管风险却缺乏可穿戴闭环干预手段的临床难题，开发了一种集成PPG传感与tMNS（经皮正中神经刺激）的腕戴式设备。通过19名受试者的应激实验验证，该系统可实现与台式心电图高度一致的脉搏率监测（r=0.871），并证实tMNS能逆转应激诱导的外周血管收缩（PPGamp提升21.8%）和心率升高。该研究为焦虑症、创伤后应激障碍等疾病的便携式神经调控治疗提供了硬件平台与方法学基础。
当突如其来的压力降临时，你的身体会瞬间进入“战斗或逃跑”状态：心跳加速、手脚发冷。这种急性应激本是进化赋予我们的生存本能，但若频繁发作，却可能成为心血管疾病的“隐形推手”。更棘手的是，传统药物起效慢，心理调节又需高度专注，难以在应激发作时即时起效。能否像智能恒温器调节室温那样，让科技自动感知并平息身体的“压力风暴”？来自佐治亚理工学院Omer T. Inan团队在《Biosensors and Bioelectronics》上发表的研究，给出了一个令人振奋的答案。
为攻克这一难题，研究人员设计了一款仅手表大小的集成化设备。其核心创新在于将三通道光电容积脉搏波（PPG）传感模块与经皮正中神经刺激（tMNS）电路集成于同一平台。PPG模块通过绿、红、红外三种波长LED监测腕部微血管血流变化，实时提取脉搏率（PR）和PPG幅值（PPGamp）——前者反映心脏节律变化，后者表征外周血管收缩程度。而tMNS模块则通过定制电压控制电流源，向腕部正中神经传递5kHz脉冲电流，以激活与迷走神经重叠的传入通路，从而抑制交感神经过度兴奋。
研究团队招募19名健康受试者，在实验室环境中模拟急性精神应激（心算任务）和生理应激（冰水浸泡），同步对比设备采集的PPG信号与台式心电图数据。结果显示，设备计算的PR与心电图心率高度吻合（相关性r=0.871，平均误差仅-0.51 bpm）。更关键的是，当受试者面临冰水应激时，PPGamp较基线显著下降21.8%，证实设备可捕捉应激性血管收缩；而施加tMNS后，PPGamp不仅恢复至基线水平，在应激结束后持续刺激更使其反超基线16.6%。这种“矫枉过正”现象提示tMNS可能通过诱发代偿性血管扩张对抗应激反应。
在技术实现层面，研究凸显三大亮点：首先，设备采用绿光PPG为主传感通道，因其对运动伪影的耐受性优于红/红外光；其次，通过加速度计实时监测腕部运动，自动剔除信号失真时段；再者，内置算法每5秒更新一次PR和PPGamp，理论延迟仅7秒即可触发刺激，为闭环控制奠定基础。作者在讨论中特别指出，虽然当前设备在静态环境中表现优异，但其运动抗干扰能力、5小时续航以及电极长期贴附稳定性仍需优化。未来若能在动态场景中验证闭环自适应刺激算法，该技术或可变革焦虑障碍、创伤后应激障碍（PTSD）等疾病的家庭管理模式。
这项研究的突破性在于首次将心血管应激监测与外周神经调控功能集成于单一可穿戴设备，构建了完整的“感知-决策-干预”闭环。它不仅证实了腕部tMNS调节自主神经平衡的可行性，更开创了基于生理信号的精准神经调控新范式。当智能手表从“健康记录仪”升级为“自主平衡仪”，或许不久的将来，抵御压力侵袭只需抬一抬手腕。
