„E-Nose” (e-nos) został zainspirowany kobietą, która nosem potrafi wyczuć chorobę Parkinsona na skórze. E-Nose został opracowany przez naukowców, aby zrobić dokładnie to samo.
Dwanaście lat temu, Joy Milne trafiła na pierwsze strony gazet, gdy naukowcy odkryli, że może „wyczuć” chorobę Parkinsona u osób z zaburzeniem neurodegeneracyjnym. Milne wyczuła „piżmowy, oleisty zapach” choroby na ciele swojego nieżyjącym już męża, u którego zdiagnozowano chorobę Parkinsona w wieku 45 lat. Od tego czasu, badacze niestrudzenie pracowali nad zbudowaniem urządzenia, które mogłoby diagnozować chorobę za pomocą związków zapachowych na skórze.
Opracowany przez naukowców przenośny, sztucznie inteligentny system węchowy, czyli „e-nos” jest w stanie wyczuć chorobę. Naukowcy mają nadzieje, że w niedługim czasie będzie on dostępny w każdym gabinecie lekarskim.
Choroba Parkinsona (PD) powoduje objawy ruchowe, takie jak drżenie, sztywność i problemy z chodzeniem, a także objawy niezwiązane z ruchami, w tym depresję i demencję. Chociaż nie ma lekarstwa, wczesna diagnoza i leczenie mogą poprawić jakość życia, złagodzić objawy i przedłużyć przeżycie. Niestety choroba ta nadal jest rozpoznawalna późno, z reguły wtedy kiedy u pacjentów pojawiają się objawy motoryczne. W tym momencie każdy z tych pacjentów doświadczył już nieodwracalnej utraty neuronów.
Sytuacja Joy Milne, zwróciła uwagę naukowców na to, że osoby z chorobą Parkinsona wydzielają zwiększone wydzielanie sebum – oleistej, woskowej substancji wytwarzanej przez gruczoły łojowe skóry wraz ze zwiększoną produkcją drożdży, enzymów i hormonów, które po połączeniu się wytwarzają specyficzny zapach.
Początkowo naukowcy wykorzystali spektrometrię mas z chromatografią gazową (GC) do analizy związków zapachowych w łoju osób z chorobą Parkinsona. Ale instrumenty były nieporęczne, powolne i drogie. Naukowcy z Zhehiang University w Chinach, Jun Liu, Xing Chen i ich współpracownicy chcieli opracować szybki, łatwy w użyciu, przenośny i niedrogi system GC do diagnozowania PD za pomocą zapachu. System, który będzie możliwy do użytku w gabinetach lekarskich.
Poszukiwania rozwiązania rozpoczęte w 2019 roku powiodły się. Naukowcom udało się opracować e-nos, łączący GC z czujnikiem powierzchniowej fali akustycznej, który mierzy związki gazowe poprzez ich interakcję z falą dźwiękową oraz algorytmami uczenia maszynowego.
Zespół pobrał próbki sebum z górnej część pleców za pomocą gazy od 31 pacjentów z chorobą Parkinsona i 32 zdrowych osób z grupy kontrolnej. Potem zespół przeanalizowali lotne związki organiczne wydobywające się z gazy z e-nosem, znajdując trzy związki zapachowe – oktanal, octan heksylu i aldehyd perillowy, które znacznie różniły się między dwiema grupami. Związki te wraz z algorytmem uczenia maszynowego zostały wykorzystane do zbudowania modelu do diagnozy PD.
Naukowcy twierdzą, że zanim e-nos będzie gotowy do wprowadzenia, zespół musi przetestować go na znacznie większej liczbie osób. Najnowsze wyniki badań pokazują dokładność diagnozy na poziomie 79,2%
Posłuchaj naszych podcastów:
