Choroba Parkinsona, która dotyka każdego roku miliony ludzi na całym świecie, przez długi czas pozostaje niezauważona. Objawy ruchowe, takie jak drżenie rąk, sztywność mięśni czy spowolnienie ruchów, często pojawiają się dopiero wtedy, gdy w mózgu pacjenta zaszły już poważne zmiany neurologiczne – w tym ubytek ponad połowy neuronów odpowiedzialnych za produkcję dopaminy. Wczesna diagnoza tej choroby jest kluczowa, ponieważ daje szansę na spowolnienie jej postępu i skuteczniejsze leczenie.
Problem w tym, iż w tej chwili stosowane testy, takie jak obrazowanie mózgu czy analiza biomarkerów, są kosztowne, wymagają specjalistycznego sprzętu i nie zawsze są dostępne w mniejszych ośrodkach medycznych. Na tym tle nowatorski projekt zespołu naukowców może oznaczać prawdziwy przełom. Badacze opracowali urządzenie, które z pozoru przypomina zwykły długopis, ale jego możliwości diagnostyczne mogą zmienić medycynę.
Długopis, który „czyta” Twoje ruchy
Urządzenie, nazwane magnetoelastycznym smart penem, zostało stworzone z wykorzystaniem druku 3D. Zamiast atramentu stosuje ferrofluid – specjalny płyn zawierający mikroskopijne cząsteczki magnetyczne. Końcówka długopisu wykonana jest z elastycznego silikonu, a jego wnętrze wyposażone zostało w cewkę z przewodzącej przędzy. Dzięki temu każde przyłożenie końcówki do powierzchni czy choćby ruch w powietrzu wywołuje sygnał magnetyczny, który można zarejestrować i przeanalizować. Długopis nie wymaga zewnętrznego zasilania – jest w pełni samowystarczalny, zasilany przez zmiany pola magnetycznego wywoływane przez ruchy dłoni użytkownika.
Długopis drukowany 3D do wykrywania choroby Parkinsona / Źródło: nature.comW praktyce oznacza to, że urządzenie „czyta” każdy niuans pisma i ruchu ręki – analizuje mikrowibracje, siłę nacisku i drgania, które mogą być niewidoczne gołym okiem, ale które noszą wyraźny ślad choroby neurologicznej.
Długopis drukowany 3D do wykrywania choroby Parkinsona / Źródło: nature.comObiecujące wyniki testów klinicznych
Aby sprawdzić skuteczność urządzenia, zespół badawczy przeprowadził testy z udziałem 16 osób, z których trzy były pacjentami z rozpoznaną chorobą Parkinsona. Uczestnicy wykonywali zadania polegające na pisaniu i rysowaniu, a dane zebrane przez smart pen były analizowane przez sztuczną inteligencję – konkretnie przez sieć neuronową, która została wytrenowana do rozpoznawania wzorców charakterystycznych dla wczesnych stadiów choroby.
Wyniki? Model osiągnął aż 96,22% trafności w rozróżnianiu pacjentów z Parkinsonem od osób zdrowych. To wynik, który nie tylko imponuje, ale daje realną nadzieję na wykorzystanie tej technologii w codziennej praktyce lekarskiej.
Dostępność i przyszłe zastosowania
Według prof. Juna Chena, głównego autora badania i profesora inżynierii bioelektronicznej na UCLA, długopis może być wykorzystywany przez lekarzy rodzinnych i geriatrów jako szybki test przesiewowy podczas rutynowych wizyt. Zamiast czekać na objawy, które mogą się pojawić po latach, możliwe byłoby szybkie wykrycie nieprawidłowości i skierowanie pacjenta do neurologa jeszcze zanim choroba rozwinie się w pełni.
Tego typu urządzenie może też okazać się zbawienne w krajach rozwijających się i regionach wiejskich, gdzie dostęp do specjalistów i zaawansowanych badań jest ograniczony. Długopis jest tani w produkcji, nie wymaga zasilania ani kosztownego sprzętu – to ogromna przewaga nad istniejącymi metodami diagnostycznymi.
- Sprawdź także: Jeszcze więcej AI na TikToku. Nowy generator wchodzi do gry
Co ciekawe, naukowcy sugerują, iż technologia ta może mieć zastosowanie również w diagnozie innych schorzeń neurologicznych, takich jak choroba Alzheimera, stwardnienie rozsiane czy choćby w rehabilitacji pourazowej. Wszystko zależy od tego, jakie wzorce ruchowe zostaną wytrenowane przez system AI i jakie dane zostaną zebrane podczas badań. Zespół badawczy już planuje kolejne testy kliniczne na większą skalę.
Źródło: nature.com
