Medicina

Detección de enfermedades a través del aliento


Un grupo de investigadores de la Universidad de Buffalo está desarrollando un dispositivo barato para analizar el aire exhalado, que, de modo comparable a cómo actúa la nariz de un ser humano u otro mamífero, contendrá millares de sensores químicos "entrenados" para reconocer patrones químicos complejos, algunos de los cuales son conocidos como biomarcadores para ciertas enfermedades.

"Estos biomarcadores volátiles emanan de nosotros todo el tiempo", explica Frank V. Bright, investigador principal y Profesor en el Departamento de Química. "Son grandes en volumen, mucho más seguros de manejar que los biofluidos, y disponibles por medios no invasivos".

Denominados metabolitos gaseosos, son los mismos olores que algunos animales utilizan para identificar a su descendencia, dueño, compañero, presa o competidores.

Hasta ahora, muchas sustancias volátiles han sido definidas por otros científicos como biomarcadores, correlacionando su presencia y concentración con enfermedades humanas, desde diabetes y SIDA, hasta cáncer de pulmón e incluso varias enfermedades mentales.

Pero los métodos actuales para detectar estos productos químicos y otros olores en la respiración humana requieren instrumentos de laboratorio incómodos y complejos, como cromatógrafos de gases, que serían prohibitivamente costosos, e inadecuados para las clínicas, hogares o lugares alejados.

Ése es el motivo por el cual el equipo de la Universidad de Buffalo está propiciando un acercamiento multidisciplinario a la cuestión, integrando la investigación de redes neurales, análisis de patrones, innovadoras tecnologías de sensores, detectores ópticos de baja potencia, y fuentes de luz aptas para el ámbito clínico.

Una herramienta tan rápida y barata para la detección precoz de múltiples enfermedades podría mejorar llamativamente la salud y la longevidad de millones de seres humanos.

El dispositivo se está diseñando para explotar, e imitar de alguna manera, el sentido biológico del olfato. A pesar de que nos podemos encontrar con numerosísimas sustancias odoríferas en el curso de nuestra vida, nuestro olfato no funciona como si la naturaleza hubiese instalado dentro de nuestra nariz miles de millones de discretos sensores con la previsión de que puedan responder de modo selectivo a cada posible olor. Más bien, hay conjuntos de receptores, y su respuesta colectiva a un olor o a una gama de olores puede ser discriminada.

De la misma forma, el dispositivo de la Universidad de Buffalo contendrá sensores químicos individuales, quizás tantos como un millón, que producirán colectivamente un patrón que revele la firma química del aliento de un paciente, y que se pueda relacionar con un estado particular de enfermedad.

El modelo podría entonces ser utilizado "para entrenar" a las redes neurales, grupos de "neuronas" artificiales conectadas, capaces de incorporar nueva información a su sistema, para reconocer potencialmente enfermedades específicas.



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