Wearables vormen de missing link tussen lichaam en geest
Voor de buitenwereld – en soms ook voor de patiënt zelf – lijken mentale problemen soms uit het niets te komen. Toch vermoeden psychiaters dat ons lichaam eerder al duidelijke waarschuwingssignalen geeft. Stephan Claes (psychiater UPC KU Leuven): “Aan het Universitair Psychiatrisch Centrum van de KU Leuven zijn we al langer bezig met studies waarbij we op zoek gaan naar biomerkers voor bijvoorbeeld depressie, zoals een bepaald patroon in de activiteit van het autonoom zenuwstelsel of bepaalde immunologische veranderingen. We vermoeden dat een ontregeld stresssysteem – waarbij je niet meer logisch of proportioneel reageert op stressprikkels – hier een belangrijke rol in speelt.”
Klamme handen, angstzweet en een hart dat in je keel lijkt te kloppen. Als we stress hebben, weerspiegelt ons lichaam onze gevoelens. Tot nu toe werden dit soort fysiologische stresssymptomen vooral onderzocht in labo-omgevingen, waarbij mensen een stresserende taak opgelegd krijgen terwijl hun fysiologische data gemonitord worden. Maar dankzij de beschikbaarheid van geavanceerde draagbare technologie (wearables) is het nu mogelijk om dit ambulant – gedurende langere tijd en in het dagelijks leven – te meten. Imec ontwikkelde daarvoor de Chill Band, een polsband die de fysiologische signalen monitort die ons stressniveau verraden, zoals hartslag, huidtemperatuur en huidgeleiding.
In 2017 gebruikte imec-onderzoekster Elena Smets de Chill Band al voor een grootschalige studie – in het kader van haar doctoraatsonderzoek – naar stress in het dagelijkse (professionele) leven. In dit SWEET-onderzoek (Stress in the Work Environment) droegen meer dan 1000 deelnemers de Chill Band gedurende vijf opeenvolgende dagen. Daarnaast werd er ook contextuele data zoals GPS locatie verzameld om zo inzicht te krijgen in de link tussen fysiologische stresssymptomen en zelf-gerapporteerde stress. Het SWEET-onderzoek focuste op gezonde mensen in een werkomgeving, maar wearables zoals de Chill Band kunnen ook een doorbraak betekenen voor psychiatrisch onderzoek. Op termijn zou de technologie zelfs ingezet kunnen worden om patiënten met mentale problemen in het dagelijkse leven te ondersteunen.
De Chill Band+ meet de fysiologische signalen geassocieerd met stress.
Depressief of gelukkig: wat zegt je lichaam?
Aan het UPC KU Leuven wordt de Chill Band bijvoorbeeld gebruikt in een studie naar de werking van ketamine bij therapieresistente depressie. Ketamine – momenteel vooral bekend als partydrug onder de naam ‘Special K’ – is in lage dosissen veilig en zou een veelbelovend medicijn kunnen zijn voor mensen met een depressie die niet reageren op traditionele antidepressiva.
In het kader van dit onderzoek werden proefpersonen – patiënten met een depressie en een gezonde controlegroep – enkele dagen lang gemonitord met de Chill Band. Een deel van de patiënten met een depressie kreeg ketamine toegediend. Door deze medicatie ervaren patiënten een tijdelijk geluksgevoel dat hen als het ware even uit hun depressie tilt.
De ketaminestudie wil niet enkel de werking van ketamine verder onderzoeken, maar ook analyseren hoe die verandering in gemoedstoestand – veroorzaakt door de ketamine – weerspiegeld wordt in de fysiologie. Met andere woorden: hoe toont ons lichaam – via bv. lichaamstemperatuur, hartslag, transpiratie, enz. – dat we ons gelukkiger voelen? En nog belangrijker: kan een verandering in die fysiologie ook voorspellen of iemand (opnieuw) afglijdt richting depressie?
Stephan Claes: “Mensen die een depressie gehad hebben, lopen het risico om te hervallen. Tot nu toe konden wij mensen slechts beperkte tijd opvolgen. Maar in de toekomst zouden we wearables kunnen inzetten om mensen langer vanop afstand te volgen. Dan zouden we bijvoorbeeld een waarschuwing kunnen geven wanneer iemands stresssymptomen aangeven dat hij/zij zich opnieuw in de gevarenzone bevindt.”
Mensen die een depressie gehad hebben, lopen het risico om te hervallen. Tot nu toe konden wij mensen slechts beperkte tijd opvolgen. Maar in de toekomst zouden we wearables kunnen inzetten om mensen langer vanop afstand te volgen. Dan zouden we bijvoorbeeld een waarschuwing kunnen geven wanneer iemands stresssymptomen aangeven dat hij/zij zich opnieuw in de gevarenzone bevindt.
Autisme: wanneer wordt de wereld te veel?
Maar de Chill Band biedt ook perspectieven voor andere doelgroepen. Voor haar doctoraatsonderzoek bij imec onderzoekt Erika Lutin in samenwerking met psychiaters en psychologen van het UPC KU Leuven hoe wearables ingezet kunnen worden om kinderen met autisme te leren omgaan met overprikkeling.
Mensen met ASS (autismespectrumstoornis) zijn vaak erg gevoelig voor prikkels uit hun omgeving, zoals geluid en fel licht. Bovendien hebben vooral kinderen met autisme niet de natuurlijke reflex om hier zelf preventief op te reageren, bijvoorbeeld door even naar buiten te gaan als ze zich in een te luide ruimte bevinden. Als de onverwerkte prikkels zich blijven opstapelen, kan dit leiden tot problematisch internaliserend (angst, depressie) of externaliserend (emotionele uitbarsting/agressie) gedrag.
Om dit te vermijden, moeten we in de eerste plaats begrijpen hoe stress en omgevingsfactoren samenhangen. Erika Lutin legt uit hoe ze te werk gaat: “In samenwerking met imecs Application Prototyping team hebben we een app ontwikkeld die omgevingsgeluid en licht meet, de locatie trackt, en de smartphone-activiteit monitort. Dit combineren we met een kleine sensor op de kledij van het kind die licht en temperatuur meet. De app polst bovendien regelmatig naar de mentale toestand van het kind. Zo moeten ze bijvoorbeeld aangeven hoe ze zich voelen, of ze zich rustig of opgejaagd voelen, enz. In een tweede fase van het onderzoek gaan we via de Chill Band hun fysiologische signalen opvolgen.”
Het einddoel is om in real-time feedback te kunnen geven aan de kinderen. Door zowel hun fysiologische signalen als omgevingsfactoren te meten, zou de app kunnen voorspellen wanneer het kind overprikkeld wordt en een gerichte interventie voorstellen. De kinderen zouden dan bijvoorbeeld de suggestie krijgen om even hun koptelefoon op te zetten bij veel lawaai, of een relaxatieoefening te doen na een druk moment waarbij hun zenuwen strak gespannen staan. Erika Lutin: “Door tijdig in te grijpen, zou de negatieve ervaring van een emotionele uitbarsting vermeden kunnen worden. Zeker nu er via het M-decreet steeds meer kinderen met ASS in het gewone onderwijs geïntegreerd worden, is het belangrijk om hen te helpen om de prikkels uit hun omgeving beter te managen.”
Psychiaters en ingenieurs: een gouden combinatie?
De Chill Band is de spil in het gezamenlijk onderzoek van imec en het UPC KU Leuven. Stephan Claes: “Toch is onze samenwerking breder dan enkel het gebruik van een accuraat en praktisch meettoestel. Dit soort onderzoek is nog erg nieuw dus we moeten gaandeweg nog ontdekken welke signalen we willen meten, hoe vaak we ze best meten, hoe we van ruwe data naar bruikbare klinische informatie gaan, enz. Om dat te kunnen doen, is het belangrijk dat we kunnen terugvallen op een team van ingenieurs dat de Chill Band goed kent en uitblinkt in data-analyse.”
Erika Lutin: “Omgekeerd is het voor ons ook belangrijk om nauw samen te werken met experten in de psychiatrie. Wij zijn ingenieurs en data-analisten. Wij kunnen dus wel het verband leggen tussen de fysiologische symptomen en een referentiewaarde, maar we hebben medische expertise nodig om die data betekenis te geven: waarom is die link tussen fysiologie en stress er en hoe kan dat in de praktijk ingezet worden om de therapie en opvolging van patiënten te verbeteren?”
Bovendien wordt de feedback van de onderzoekers gebruikt om de technologie zelf te optimaliseren. De nieuwste versie, de Chill Band+, meet niet enkel huidgeleiding, huidtemperatuur en beweging (acceleratie), maar is nu ook uitgerust met een hartslagmeter, een gyroscoop (die de richting van de beweging nog duidelijker waarneemt) en een scherm (om feedback te geven naar de gebruiker toe).
Elena Smets: “Dat is het mooie aan dit hele proces: we maken de cirkel rond. Imec ontwikkelt de Chill Band+, die wordt vervolgens getest in de praktijk van de psychiatrie, de data komt dan terug bij ons voor analyse en de feedback op het toestel gaat rechtstreeks naar de ontwikkelaars van de Chill Band+. Zo kunnen we er echt voor zorgen dat onze technologie optimaal inspeelt op de noden van het onderzoek.”
Meer weten?
- De Chill Band werd ook gebruikt in het SWEET (Stress in the Work Environment)-onderzoek, het eerste grootschalige onderzoek dat wearables gebruikt om de link tussen mentale stress en fysiologische symptomen in het dagelijkse leven te bestuderen. Lees meer in dit persbericht.
- Download hier de brochure over de Chill Band+.
- Voor meer informatie over ander studies in samenwerking met het UPC KU Leuven, gelieve contact op te nemen met walter.deraedt@imec.be.
