Enquêteur inventif

Un lycéen étudie les mécanismes de la migraine dans le laboratoire de neurosciences de l'UNM

La fascination de Rusty Ludwigsen pour l'exploration scientifique et l'innovation l'accompagne depuis son enfance.

Il a commencé à participer à des expo-sciences dès qu'il en a eu la possibilité. Il a inventé une niche chauffée à l'énergie solaire pour un 6^th projet de grade et a un brevet en instance sur un appareil pour aider les patients atteints de la maladie de Parkinson à retrouver leur capacité à écrire.

Ces jours-ci, le lycéen passe tout son temps libre dans un laboratoire de neurosciences au Centre des sciences de la santé de l'Université du Nouveau-Mexique, où il travaille avec un étudiant diplômé sur des expériences pour mieux comprendre les causes sous-jacentes des migraines.

"Je vis dans une vraie famille axée sur la science", déclare Rusty d'un ton neutre. "Mon père détient plusieurs brevets. J'ai toujours voulu avoir un brevet, mais je n'étais pas sûr de ce que je breveterais."

Le grand-père de Rusty était un spécialiste des fusées qui travaillait sur la navette spatiale. Son père, John Ludwigsen, est ingénieur aux Sandia National Laboratories, et ses quatre frères aînés travaillent tous dans des domaines techniques.

Sa mère, Karen Stockham, est une conseillère familiale et pour enfants qui a l'habitude de vivre dans une maison pleine d'inventeurs. Lorsque les décorations de Noël tombent, "Ma maison se transforme en laboratoire scientifique", dit-elle. "Mes fils construisent des souffleries dans le salon."

Rusty a tendance à trouver l'inspiration pour ses inventions lorsqu'il rencontre des besoins non satisfaits, comme lorsqu'il a eu l'idée d'une niche chauffée à l'énergie solaire. "J'ai entendu dire que les gens laissent souvent leurs animaux de compagnie dehors et qu'ils meurent de froid", explique-t-il.

L'appareil d'assistance pour les patients atteints de la maladie de Parkinson est né après qu'il ait assisté à une section locale de l'Institut américain d'aéronautique et d'astronautique et rencontré des membres plus âgés atteints des tremblements caractéristiques qui accompagnent généralement la maladie alors qu'ils prenaient des notes.

"Il était très inquiet pour ces hommes, parce qu'il a vu à quel point ils étaient intelligents et à quel point ils avaient du mal à écrire, alors il est resté debout la moitié de la nuit pour trouver un dessin", raconte sa mère.

Le prototype, une attelle fabriquée à partir de tôle, de ruban adhésif et de coussinets de meubles, enferme le poignet de l'utilisateur et l'ancre à la table, atténuant les tremblements pour que la personne puisse écrire. C'était son entrée dans son 7^th expo-sciences de qualité.

"L'année suivante, je suis passé à de véritables essais sur l'homme", explique Rusty. Il a fait imprimer le corset en 3D pour qu'il ait l'air plus professionnel. Puis il a testé l'attelle, qui a une charnière d'un côté, sur 30 personnes dans tout l'État. "Cela a très bien fonctionné", dit-il. "Même s'il s'agissait d'essais humains, c'était toujours une preuve de concept que cela fonctionnerait sur les gens."

Cette année-là, il a également entamé le processus de brevetage de l'idée. En neuvième année, lorsqu'il l'a soumis à un concours international d'expo-sciences, il a testé son appareil dans le laboratoire d'analyse de mouvement de l'UNM. "Je voulais des données solides et tangibles", dit-il.

L'engagement de Rusty auprès des patients atteints de la maladie de Parkinson l'a amené à recevoir un prix d'un groupe de soutien local. L'un des autres invités à la cérémonie de remise des prix était Bill Shuttleworth, professeur titulaire au Département des neurosciences de l'UNM et directeur de l'Institut de santé cérébrale et comportementale de l'UNM.

"J'ai eu une conversation avec lui", se souvient Shuttleworth. "J'ai été frappé par plusieurs choses - l'une était l'authenticité de son intérêt pour la recherche."

Rusty a également partagé son enthousiasme pour comprendre les mécanismes pharmaceutiques. "Je me suis dit : 'Ce type est vraiment curieux - ce gamin veut vraiment savoir comment les choses fonctionnent'", a déclaré Shuttleworth. "J'étais juste vraiment pris avec ça."

Shuttleworth s'est arrangé pour que Rusty rencontre d'autres chercheurs de l'UNM. Rusty a mentionné qu'il souffrait parfois de migraines, avec des symptômes suffisamment graves pour nécessiter une hospitalisation.

"C'est à ce moment-là que nous nous sommes connectés sur ce que faisait mon laboratoire", explique Shuttleworth. Il se trouve qu'il est un expert de premier plan dans la propagation de la dépolarisation cérébrale, une maladie grave qu'il appelle souvent un « tsunami cérébral ». Les migraines représentent un type d'événement de dépolarisation, dit Shuttleworth.

Shuttleworth a jumelé Rusty à l'étudiante diplômée Katelyn Reinhart, qui l'a aidé à se familiariser avec le laboratoire. Reinhart dit qu'il ressemble plus à un collègue chercheur diplômé qu'à un lycéen.

"L'avoir dans le laboratoire a été vraiment facile", dit-elle. "Il est vraiment agréable de parler de sciences avec lui. Il apprend vite et il me pose des questions intéressantes."

Dernièrement, Rusty a exploré la possibilité que la caféine puisse augmenter la susceptibilité d'une personne à avoir une migraine, en raison de sa similitude chimique avec l'adénosine, une substance chimique naturelle présente dans le cerveau.

"Je viens juste de finir au labo", dit Rusty. "Jusqu'à présent, mes recherches ont montré que la caféine interfère très probablement avec la récupération et n'est pas le meilleur médicament contre les migraines. La caféine est vraiment une sorte de médicament 'sale'."

Avec un début aussi prometteur, la plus grande décision à laquelle Rusty est confronté est de savoir où poursuivre ses intérêts scientifiques. "L'une des choses avec lesquelles je joue depuis toujours est de savoir si je veux faire de la recherche ou des études de médecine", dit-il. Pour le moment, il préfère le laboratoire car il satisfait sa curiosité sur le fonctionnement des choses.

A 17 ans, il a déjà obtenu une bourse pour aller à l'université d'Arizona, "je n'ai pas encore pris de décision", dit-il. "Je pense que je veux étudier la biochimie, car cela me donne toujours la possibilité d'aller à l'école de médecine."

Photographie de Jett Loe