Tænk, hvis læger fremover ikke bare kan symptombehandle Parkinsons sygdom men også detektere og behandle sygdommen, inden den bliver invaliderende. Det vil lektor Silvia Tolu fra DTU Elektro være med til at gøre muligt ved at bruge en utraditionel tilgang til at skabe indsigt i, hvordan sygdommen opstår.
Parkinsons er en neurodegenerativ sygdom, der rammer millioner af mennesker. Sygdommen fører til gang- og bevægelsesbesvær, giver talebesvær og forårsager rystelser og stivhed.
Problemerne opstår på grund af et kommunikationsnedbrud i kroppens centralnervesystem, hvor neuroner oplever et tab af signalstoffet dopamin. Det gør, at neuronerne formidler beskeder fra forskellige dele af hjernen til kroppen mindre effektivt. Årsagen til sygdommen er imidlertid stadig ukendt.
Uortodoks tilgang til at finde årsagen
“Eftersom lægerne ikke kender årsagen, kan de kun behandle symptomerne, når de viser sig og ikke stoppe udviklingen af sygdommen, før de invaliderende symptomer opstår,” forklarer Silvia Tolu, som ved hjælp af neurorobotik er gået i gang med at udvikle en virkelighedstro model, der kortlægger sygdomsforløbet.
Neurorobotik kombinerer neurovidenskaben med robotteknologi og kunstig intelligens.
Hvor tidligere modeller har haft fokus på at vise, hvad der sker i de dele af hjernen, som er ramt at sygdommen, har den nye model til formål at spore sygdommens udvikling baglæns, så forskerne kan finde tilbage til dens rødder.
"En fordel ved neurorobotik er, at du kan gentage tests præcist, og du kan køre forsøg igen og igen uden at gøre skade på testpersonen, og du risikerer ikke, at de bliver trætte," forklarer hun.
Silvia Tolu og hendes team vil bruge en uortodoks tilgang, hvor hun starter med at skabe en computermodel af den del af centralnervesystemet, der er i rygmarven. Til at starte med vil modellen vise, hvordan den ser ud i sund tilstand. Fokus er på rygsøjlen, fordi den er central for en persons evne til at bevæge sig.
Ved derefter at lave justeringer til modellen, der efterligner de ændringer i dopamin, som finder sted i neuroner hos Parkinsons patienter, vil Silvia Tolu simulere de ændringer, der sker i en patients neurale netværk.
Redskab til bedre og hurtigere diagnose
En dybere forståelse af, hvordan sygdommen opstår og udvikler sig, vil ifølge Silvia Tolu gøre det muligt at diagnosticere sygdommen på et tidligt stadie, så den rette behandling kan blive sat i gang tidligere – og ideelt set før de invaliderende symptomer viser sig.
De nuværende værktøjer til at diagnosticere Parkinsons sygdom er baseret på subjektive kriterier. Ved at bygge en model, der kan bruges som et diagnoseværktøj, vil det – med tiden – ikke bare være muligt for læger at diagnosticere sygdommen korrekt og objektivt, men også spore dens progression hos hver patient.
På længere sigt og med yderligere forskning og arbejde kan en sådan model være nyttig i forhold til at udvikle mere skræddersyede behandlingsplaner for patienter baseret på deres særlige sygdomsprofil.
Bevilling til de dristige
Til at finansiere arbejdet har Silvia Tolus team modtaget en LF Experiment bevilling på knap to millioner kroner fra Lundbeckfonden. Disse bevillinger gives til dristige og innovative projekter for at støtte forskere, der er modige nok til at tænke ud af boksen.
Udvælgelsespanelet har en udsædvanlig tilgang til at udvælge modtagerne: De gennemgår ansøgninger anonymt, så panelet ikke ved, hvem ansøgningerne kommer fra. Derudover får hver panelmedlem et trumfkort, som han eller hun kan bruge til egenhændigt at stemme et projekt igennem, som de mener fortjener en bevilling.
Bevillinger til andre dristige DTU-projekter
Tre andre DTU forskere er blandt de i alt 26 forskere fra danske universiteter, som hver har modtaget bevillinger på cirka to millioner kroner. De andre er:
Lektor Andrew Urquhart fra DTU Sundhedsteknologi, som med sit projekt vil udvikle nye lysbaserede nanoteknikker til præcisionskontrol af den medicinske behandling af en række øjensygdomme.
Lektor Tim Dyrby fra DTU Compute, som vil benytte en speciel teknik til 3D-billeddannelse - kortlægning - af hele hjernens neurale netværk. Ved at bruge teknikken på forsøgsdyr har projektet til formål at give en bedre indsigt i, hvordan hjernelidelser påvirker hjernens nervesystem.
Postdoc Ying Gu Ying fra DTU Sundhedsteknologi, som i sit projekt vil designe et bærbart system, der med en høj grad af præcision kan registrere forekomsten af anfald hos epilepsipatienter. Målet er gøre både diagnose og behandling af sygdommen mere præcis.