Erfinderischer Ermittler

Gymnasiast studiert Migräne-Mechanismen im UNM Neurosciences Lab

Rusty Ludwigsens Faszination für wissenschaftliche Erforschung und Innovation begleitet ihn seit seiner Kindheit.

Sobald er dazu in der Lage war, begann er, an Wissenschaftsmessen teilzunehmen. Er erfand eine solarbeheizte Hundehütte für eine 6^th Grade-Projekt und hat ein Patent für ein Gerät angemeldet, das Parkinson-Patienten helfen soll, ihre Schreibfähigkeit wiederzuerlangen.

Heutzutage verbringt der Highschool-Junior seine gesamte Freizeit in einem neurowissenschaftlichen Labor des Gesundheitswissenschaftszentrums der Universität von New Mexico, wo er mit einem Doktoranden an Experimenten arbeitet, um die zugrunde liegenden Ursachen von Migräne besser zu verstehen.

„Ich lebe in einer echten naturwissenschaftlich orientierten Familie“, sagt Rusty nüchtern. „Mein Vater hält mehrere Patente. Ich wollte schon immer ein Patent haben, aber ich war mir nicht sicher, was ich patentieren würde.“

Rustys Großvater war ein Raketenwissenschaftler, der am Space Shuttle arbeitete. Sein Vater, John Ludwigsen, ist Ingenieur bei den Sandia National Laboratories, und seine vier älteren Brüder arbeiten alle im technischen Bereich.

Seine Mutter, Karen Stockham, ist eine Familien- und Kinderberaterin, die es gewohnt ist, einen Haushalt voller Erfinder zu führen. Wenn die Weihnachtsdekoration herunterfällt, "verwandelt sich mein Haus in ein Wissenschaftslabor", sagt sie. "Meine Söhne bauen Windkanäle im Wohnzimmer."

Rusty neigt dazu, Inspiration für seine Erfindungen zu finden, wenn er auf unerfüllte Bedürfnisse trifft, wie zum Beispiel, als er auf die Idee für eine solarbeheizte Hundehütte kam. "Ich habe die Geschichte gehört, dass Leute ihre Haustiere normalerweise draußen lassen und sie erfrieren", erklärt er.

Das Hilfsgerät für Parkinson-Patienten entstand, nachdem er ein lokales Kapitel des American Institute of Aeronautics and Astronautics besuchte und einigen älteren Mitgliedern begegnete, die unter dem charakteristischen Zittern litten, das gewöhnlich mit der Krankheit einhergeht, während sie sich Notizen machten.

„Er war sehr besorgt um diese Männer, weil er sah, wie intelligent sie waren und wie viel Mühe sie beim Schreiben hatten, also blieb er die halbe Nacht wach und dachte sich ein Design aus“, sagt seine Mutter.

Der Prototyp, eine aus Blech, Klebeband und Möbelpolstern gefertigte Stütze, umschließt das Handgelenk eines Benutzers und verankert es am Tisch, wodurch das Zittern gedämpft wird, damit die Person schreiben kann. Es war sein Eintrag in seinem 7^th Klasse Wissenschaftsmesse.

"Im nächsten Jahr wechselte ich zu echten Studien am Menschen", sagt Rusty. Er ließ die Zahnspange 3D drucken, damit sie professioneller aussah. Dann testete er die Orthese, die auf einer Seite ein Scharnier hat, an 30 Personen im ganzen Bundesstaat. „Das hat sehr gut funktioniert“, sagt er. „Obwohl es sich um Versuche am Menschen handelte, war es immer noch ein Proof of Concept, dass es bei Menschen funktionieren würde.“

In diesem Jahr begann er auch mit der Patentierung der Idee. Als er es in der neunten Klasse zu einem internationalen Wissenschaftswettbewerb einreichte, testete er sein Gerät im Bewegungsanalyselabor der UNM. „Ich wollte solide, greifbare Daten“, sagt er.

Rustys Engagement für Parkinson-Patienten führte dazu, dass er von einer lokalen Selbsthilfegruppe eine Auszeichnung erhielt. Einer der anderen Gäste bei der Preisverleihung war Bill Shuttleworth, Regents-Professor in der Abteilung für Neurowissenschaften der UNM und Direktor des Instituts für Gehirn- und Verhaltensgesundheit der UNM.

„Ich hatte ein Gespräch mit ihm“, erinnert sich Shuttleworth. "Ich war von mehreren Dingen beeindruckt - eines war die Echtheit seines Interesses an der Forschung."

Rusty teilte auch seine Begeisterung für die Erforschung pharmazeutischer Mechanismen. „Ich dachte: ‚Dieser Typ ist wirklich neugierig – dieses Kind will wirklich wissen, wie die Dinge funktionieren‘“, sagt Shuttleworth. "Ich war einfach wirklich davon angetan."

Shuttleworth arrangierte für Rusty ein Treffen mit einigen anderen UNM-Forschern. Rusty erwähnte, dass er manchmal an Migräne leide, mit Symptomen, die so schwerwiegend seien, dass sie ins Krankenhaus eingeliefert werden müssten.

"Da kamen wir auf die Arbeit meines Labors zu sprechen", sagt Shuttleworth. Zufällig ist er ein führender Experte für die Ausbreitung der Depolarisation des Gehirns, einer ernsten Erkrankung, die er oft als „Gehirn-Tsunami“ bezeichnet. Migräne stellt eine Art von Depolarisationsereignis dar, sagt Shuttleworth.

Shuttleworth brachte Rusty mit der Doktorandin Katelyn Reinhart zusammen, die ihm half, sich im Labor zurechtzufinden. Reinhart sagt, er sei eher ein Studienkollege als ein Gymnasiast.

„Es war wirklich einfach, ihn im Labor zu haben“, sagt sie. „Es macht wirklich Spaß, mit ihm über Naturwissenschaften zu sprechen. Er lernt schnell und kommt mit interessanten Fragen zu mir.“

In letzter Zeit hat Rusty die Möglichkeit untersucht, dass Koffein aufgrund seiner chemischen Ähnlichkeit mit Adenosin, einer natürlichen Chemikalie, die im Gehirn vorkommt, die Anfälligkeit von jemandem für Migräne erhöhen könnte.

„Ich bin gerade im Labor fertig“, sagt Rusty. „Bisher hat meine Forschung gezeigt, dass Koffein höchstwahrscheinlich die Genesung stört und nicht das beste Medikament für Migräne ist. Koffein ist eine wirklich ‚schmutzige‘ Droge.“

Bei einem so vielversprechenden Start ist die größte Entscheidung für Rusty, wo er seinen wissenschaftlichen Interessen nachgehen soll. „Eines der Dinge, mit denen ich schon immer gespielt habe, ist, ob ich in die Forschung oder an die medizinische Fakultät gehen möchte“, sagt er. Momentan bevorzugt er das Labor, weil es seine Neugierde befriedigt, wie die Dinge funktionieren.

Mit 17 hat er bereits ein Stipendium für die University of Arizona bekommen, „ich habe mich noch nicht entschieden“, sagt er. „Ich glaube, ich möchte Biochemie studieren, weil ich dann immer noch die Möglichkeit habe, Medizin zu studieren.“

Fotografie von Jett Loe