Un esquema que muestra la estructura de la pluma inteligente utilizada para capturar señales de escritura a mano para los diagnósticos de Parkinson. Crédito: Jun Chen Lab/UCLA
Cada año, decenas de miles de personas con signos de enfermedad de Parkinson pasan desapercibidos hasta que la condición neurodegenerativa incurable ya ha progresado.
Los síntomas motores, como temblores o rigidez, a menudo surgen solo después de que se haya producido un daño neurológico significativo. Cuando los pacientes son diagnosticados, más de la mitad de sus neuronas productoras de dopamina ya pueden estar perdidas. Este tipo de retraso de diagnóstico puede limitar las opciones de tratamiento y ralentizar el progreso en las intervenciones en etapas tempranas.
Si bien existen pruebas existentes para detectar biomarcadores de Parkinson, incluida la pérdida celular en el cerebro y los marcadores inflamatorios en la sangre, generalmente requieren acceso a especialistas y equipos costosos en los principales centros médicos, que pueden estar fuera del alcance de muchos.
Dirigido por Jun Chen, profesor asociado de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería de UCLA Samueli, los investigadores han desarrollado una herramienta aparentemente simple pero efectiva: una pluma magnetoelástica inteligente y autopotente que podría ayudar a detectar signos tempranos de Parkinson al analizar la escritura de una persona.
La pluma de diagnóstico altamente sensible, descrita en un estudio dirigido por UCLA y publicado como una historia de portada en la edición de junio de la ingeniería química natural, presenta una punta magnetoelástica de silicio suave y tinta ferrofluida, un líquido especial que contiene pequeñas partículas magnéticas. Cuando la punta de la pluma se presiona contra una superficie o se mueve en el aire, la pluma convierte los movimientos de escritura en la superficie y el aire en señales cuantificables de alta fidelidad a través de una bobina de hilo conductor envuelto alrededor del cañón de la pluma. Aunque no está destinado a escribir, el bolígrafo es cambios de aprovechamiento de autopotencia en las propiedades magnéticas de su punta y el flujo dinámico de la tinta ferrofluida para generar datos.
Una demostración en video de una persona con la enfermedad de Parkinson que usa la pluma inteligente para realizar una tarea de escritura para el análisis. Crédito: Jun Chen Lab/UCLA
Para probar el potencial de diagnóstico de la pluma, el equipo realizó un estudio piloto con 16 participantes, tres de los cuales tenían la enfermedad de Parkinson. El bolígrafo registró señales detalladas de escritura a mano, que luego fueron analizadas por una red neuronal capacitada para detectar patrones motores asociados con la enfermedad. El modelo pudo distinguir a los participantes con Parkinson de personas sanas con una precisión promedio del 96.22%.
“La detección de síntomas motores sutiles no es notable a simple vista es crítica para la intervención temprana en la enfermedad de Parkinson”, dijo Chen, quien es el autor correspondiente del estudio. “Nuestra pluma de diagnóstico presenta una herramienta asequible, confiable y accesible que es lo suficientemente sensible como para recoger movimientos sutiles y puede usarse en grandes poblaciones y en áreas limitadas por recursos”.
Los investigadores anticipan que esta pluma podría transformar la detección temprana de Parkinson y otras afecciones neurodegenerativas. En lugar de esperar a que los síntomas se vuelvan perjudiciales, los médicos de atención primaria o los especialistas en geriátricos podrían administrar una prueba de escritura rápida durante las visitas de rutina y usar los datos para informar referencias o tratamiento anteriores.
Wei Wang, un profesor que posee el Presidente de Término de Leonard Kleinrock en Ciencias de la Computación, y Song Li, profesor de canciller en bioingeniería, también son autores en el periódico. Otros autores incluyen a los estudiantes graduados Guorui Chen, Zhaoqi Duan, Kamryn Scott y Xun Zhao; Los científicos investigadores Zeyang Liu; y académicos postdoctorales Trinny Tat y Yihao Zhou, todos miembros del Grupo de Investigación Bioelectrónica de Chen. A ellos se unieron el estudiante graduado Junkai Zhang, a quien Wang aconseja. Chen también es miembro del Instituto de Nanosistemas de California en UCLA.
Más información: Guorui Chen et al, análisis de escritura personalizada asistida por redes neuronales para el diagnóstico de enfermedades de Parkinson, Ingeniería Química de la Naturaleza (2025). Dos: 10.1038/S44286-025-00219-5
Proporcionado por la Universidad de California, Los Ángeles
Cita: la pluma inteligente magnetoelástica impresa en 3D puede ayudar a diagnosticar el Parkinson (2025, 4 de julio) recuperado el 4 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-07-3d-magnetoelastic-smart-pen-parkinson.html
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