Rund zehn Millionen Menschen weltweit leiden an Parkinson. Damit ist dies die zweihäufigste neurodegenerative Erkrankung nach Alzheimer. Zu den klassischen Symptomen zählen Zittern, Muskelsteifheit sowie verlangsamte Bewegungen. Die Ursache ist, dass Nervenzellen im Hirnstamm zugrunde gehen und es am Botenstoff Dopamin fehlt. Wird dieser Botenstoff medikamentös ersetzt, lässt sich das Fortschreiten der Krankheit zwar abbremsen. Heilbar ist Parkinson allerdings bisher nicht und einmal entstandene Schäden sind irreversibel. Deshalb ist es besonders wichtig, die Krankheit früh zu diagnostizieren, um rechtzeitig Gegenmaßnahmen einzuleiten. Bislang sind die Möglichkeiten zur Frühdiagnostik allerdings begrenzt und nicht standardisiert. Gerade in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen fehlt es zudem an Neurologen, die die Krankheit diagnostizieren können.
Bewegungen während des Schreibens
Ein Team um Guorui Chen von der University of California in Los Angeles hat nun einen Stift entwickelt, der Abhilfe schaffen soll. „Das Schreiben mit der Hand ist ein komplexer Prozess, der kognitive, feinmotorische und sensorische Fähigkeiten erfordert, die alle deutlich durch Parkinson beeinträchtigt werden“, erklären die Forschenden. Schon frühere Ansätze hatten darauf gezielt, Frühzeichen der Krankheit anhand der Handschrift zu identifizieren. „Obwohl einige dieser Techniken bereits zum Einsatz kommen, beschränken sie sich üblicherweise darauf, Schriftproben zu untersuchen, sie übersehen aber motorische Symptome, die während des Schreibens auftreten.“
Der neu entwickelte Stift dagegen ermöglicht es, auch den Schreibprozess selbst in die Diagnostik miteinzubeziehen. Dazu statteten die Forschenden das Schreibgerät mit einer elastischen Spitze aus Silikon mit eingebetteten magnetischen Partikeln aus. Auch das Innere des Stiftes ist mit einer magnetischen Tinte gefüllt. Eine um den Schaft gewickelte Spule reagiert auf Veränderungen des Magnetfeldes. „Der während des Schreibens ausgeübte Druck führt zu einer Verformung der Spitze, die durch den magnetoelastischen Effekt eine Verschiebung des magnetischen Flusses bewirkt“, erklärt das Forschungsteam. „Kombiniert mit der dynamischen Bewegung der Ferrofluid-Tinte während des Schreibens, erzeugt dies Spannungssignale in der umgebenden Spule.“
(Video: Guorui Chen, Nature Chemical Engineering)
