The Economist - USA (2022-03-12)

(Antfer) #1
The Economist March 12th 2022 Science & technology 69

Medicaltechnology

The nose knows


P


arkinson’sdisease is a progressive
neurological  disorder  caused  by  the
deaths  of  neurons  in  parts  of  the  brain
called the substantia nigra. Symptoms in­
clude  loss  of  motor  control,  mood  distur­
bance,  ruined  sleep  and  altered  sense  of
smell.  It  is  incurable.  Early  medical  inter­
vention can, however, relieve these symp­
toms  and  prolong  survival.  That  makes
prompt diagnosis desirable.
Unfortunately,  the  initial  signs  of  Par­
kinson’s  vary  from  person  to  person  and
there  is  no  specific  test  at  this  early  stage
which can reliably distinguish it from oth­
er  brain  illnesses.  It  therefore  often  goes
undetected  until  clear  and  characteristic
manifestations,  such  as  tremors  and
slowed  body  movement,  appear.  But  that
may soon change. A study published in acs
Omega,  by  Chen  Xing  and  Liu  Jun  at  Zhe­
jiang University, in China, describes an in­
vention  which  may  be  able  to  detect  Par­
kinson’s  before  the  onset  of  tremulous­
ness. The device in question is an artificial­
ly intelligent electronic nose.

A whiff of trouble
The  quest  the  two  researchers  embarked
on  to  build  this  nose  began  in  2019.  That
was when they heard reports of Joy Milne, a
retired nurse living in Scotland, who could
detect people with Parkinson’s from a dis­
tinctive odour they emitted—distinctive to
her,  at  least,  though  for  reasons  still  ob­
scure, undetectable by others.
Mrs Milne first noticed this odour when
her  husband  developed  the  illness.  She
made  the  general  connection  later,  when
she smelled it at sufferers’ support groups
attended by her spouse. Tests using clothes
worn by patients confirmed her ability. She
even noted one seemingly healthy individ­
ual  as  having  the  disease  months  before
other symptoms developed.
Carting Mrs Milne around the world to
sniff patients who may have Parkinson’s is,
however,  not  a  practical  option,  so  re­
searchers working with her looked for the
odour’s source, with a view to detecting it
in some other way. They found it in sebum,
an oily secretion produced by the skin. The
sebum of those with Parkinson’s, they dis­
covered,  has  unusually  high  concentra­
tions  of  certain  volatile  organic  com­
pounds,  including  dodecane,  acetone  and
ethyl  acetate.  When  these  are  acted  on  by
yeast cells which live naturally on the skin,
the result is the mysterious odour.

This Parkinson’s­specific list can be de­
tected using a laboratory technique called
gas  chromatography­mass  spectrometry
(gcms), which is promising—for gcmsma­
chines are a bit more deployable than Mrs
Milne  is.  Unfortunately,  they  are  still  too
complex and expensive to be used routine­
ly in clinics. However, Dr Chen and Dr Liu,
who  are  both  biomedical  engineers,  reck­
oned  they  could  come  up  with  a  cheaper
and more portable alternative.
The upshot is a machine not much big­
ger than a toaster. It turns a sample of se­
bum into a vapour that is then probed with
sound  waves.  Different  molecular  mix­
tures  have  different  effects  on  the  waves,
and,  with  a  bit  of  training,  a  computer
loaded with an appropriate piece of artifi­

cial intelligence can learn to recognise the
pattern  associated  with  sebum  from  Par­
kinson’s patients.
The researchers tested their system on
samples  from  43  people  with  Parkinson’s
disease  and  44  who  were  healthy.  They
found it could correctly identify a Parkin­
son’s  patient  as  having  the  disease  about
70%  of  the  time  and  a  healthy  control  as
being clear of it about 80%. That is not yet
as  good  as  Mrs  Milne’s  nose,  which  has  a
history  of  correctly  identifying  the  pres­
ence of Parkinson’s all the time. But it is a
start. If its reliability can be improved, the
compactness  and  potential  cheapness  of
the system Dr Chen and Dr Liuhavecome
up  with  may  eventually  provea boon  for
the early diagnosis of the illness.n

An artificial sniffer may be able to
detect Parkinson’s disease early

T


hisisthesternofEndurance, oneof
the 20th century’s most famous
ships. She was lost in 1915, in the Weddell
Sea, an icebound part of the Southern
Ocean off the coast of Antarctica. 
Her captain was Frank Worsley. But
the leader of the expedition she was
carrying was Ernest Shackleton, a British
explorer who, having been beaten to the
South Pole by Roald Amundsen’s journey
there and back in 1911, planned instead to
lead his party across Antarctica from one
side to the other.
That ambition ended when Endurance
got stuck in the ice, and was then
crushed by it. She sank, but slowly
enough for the expedition’s supplies to
be recovered. Shackleton then led the 27
other men in the party on a perilous trip
using Endurance’s boats, which took
them ultimately to safety at the whaling
station of Grytviken, on South Georgia,
about 1,300km from the place where the

vesselhadfoundered.
The discovery of the wreck, which lay
at a depth of 1,645 fathoms (3,008 me­
tres), was announced on March 9th by
the Falklands Maritime Heritage Trust,
which had organised a search of the
seabed in the area whereEndurancesank,
using uncrewed underwater search
vehicles called Sabertooths. She was 6km
from her last position on the surface, as
recorded by Worsley.
Though some doubt the story’s verac­
ity, Shackleton is said to have recruited
his compadres by placing in a newspaper
an advert that read, “Men wanted for
hazardous journey. Small wages, bitter
cold, long months of complete darkness,
constant danger, safe return doubtful.
Honour and recognition in case of suc­
cess”. It being early 20th­century Britain,
though, honour and recognition were
also available for heroic failure. And few
failures were more heroic than this one.

Underwaterarchaeology

Patience and Endurance


After more than a century, a famous shipwreck has been located
Free download pdf