Diagnoza węchem. Elektroniczny nos może pomóc wykryć chorobę Parkinsona24.02.2022

Skuteczność metody wynosi na razie 80%, ale naukowcy niestrudzenie pracują nad jej ulepszeniem. 

Z danych zebranych przez amerykańską fundację Parkinson's Disease wynika, że na całym świecie mierzy się z nią nawet 10 milionów ludzi. Neurodegeneracja postępuje powoli, prowadząc do sztywności mięśniowej, zubożenia ruchów i niewyraźnego, cichego mówienia. Osłabione zostają również pamięć i zdolności poznawcze. Choroba Parkinsona na razie pozostaje nieuleczalna, ale jej skutki można łagodzić farmakoterapią, odpowiednią rehabilitacją albo głęboką stymulacją mózgu. Szanse na to, żeby pacjent jak najdłużej utrzymał sprawność umysłową i fizyczną, zwiększają się wraz z odpowiednio szybko postawioną diagnozą.

Sposobów na to, żeby usprawnić ten proces, nie brakuje. W czerwcu 2019 roku pisaliśmy o jednym z nich, którego autorką jest założycielka start-upu Faceprint, Erin Smith. Była studentka Uniwersytetu Stanforda opracowała zautomatyzowaną metodę diagnozy na podstawie analizy mimiki. Inspirację do swojego pomysłu zaczerpnęła z youtube'owych klipów z Michaelem J. Foxem. Amerykanka zauważyła, że popularny aktor, który o chorobie Parkinsona dowiedział się w wieku 29 lat, już jako młody dorosły cechował się nienaturalnym, wymuszonym wręcz uśmiechem. Jej ciekawość podsyciło też zobaczenie serialu Magia kłamstwa. Jego główny bohater, Cal Lightman (w tej roli Tim Roth), pracuje jako behawiorysta analizujący ludzką ekspresję i specjalizujący się w wykrywaniu, czy ktoś blefuje, czy mówi prawdę. 

W sieci pojawiły się również doniesienia, jakoby zwyrodnieniową chorobę dało się zidentyfikować za pomocą węchu. Kilka miesięcy przed tym, gdy Smith informowała o swoim pomyśle, do sieci trafiły wyniki badań naukowców z Uniwersytetu w Manchesterze. Chcieli oni zweryfikować, czy Joy Milne, szkocka pielęgniarka utrzymująca, że wykryła chorobę Parkinsona u swojego 68-letniego męża jeszcze przed diagnozą lekarzy, miała ku temu realne podstawy. W toku ich prac okazało się, że w sebum osób dotkniętych tą przypadłością wykryto podwyższone stężenie kwasu hipurowego, ikozanu oraz oktadekanalu. Mieszanina tych substancji wydziela charakterystyczną woń skóry jeszcze przed zaostrzeniem wyraźniej zauważalnych objawów. Milne przyczyniła się tym samym do ważnego odkrycia. 

Wyzwaniem, przed którymi stoją teraz eksperci, jest opracowanie specjalnego typu tzw. e-nosa wyczulonego na zapach wspomnianych związków chemicznych. Urządzenie wykorzystuje się już w przemyśle spożywczym, perfumeryjnym i kosmetycznym, ale też w kryminalistyce. Pozwala także precyzyjniej ocenić stopień zanieczyszczenia powietrza. Jego prototyp mający na celu diagnozę choroby Parkinsona opisano właśnie na łamach periodyku wydawanego przez Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne. 

Autorzy wynalazku podkreślają, że stworzono już inną metodę analizy zapachu sebum – chromatografię gazową. Ich projekt bazuje na jej mechanice, jednak ma być jednak znacznie łatwiejszy w obsłudze oraz wydajniejszy, aby w niedalekiej przyszłości mógł upowszechnić się w gabinetach lekarskich. E-nos został połączony z powierzchniowym czujnikiem fal akustycznych, który mierzy ich interakcje ze związkami gazowymi. Zebrane dane trafiają do analizy dokonywanej przez algorytmy uczenia maszynowego.

Okazało się, że skuteczność prototypu wzmocnionego przez nowe technologie wynosi 79,2%. Naukowcy niestrudzenie pracują nad tym, żeby odsetek ten był jeszcze wyższy. Chcą też zwiększyć reprezentatywność próby badawczej, zapraszając do współpracy uczestników eksperymentu o różnym wieku i rasach.