Nekatere žuželke, na primer čebele, imajo vonj tako zelo občutljiv, da lahko v prostoru najdejo najnižje vonjave, čeprav je sestavljen iz le nekaj molekul. Toda znanstvenike še posebej zanima dejstvo, da je te hrošče sploh mogoče naučiti odkrivati različne kemikalije, od metamfetaminov do sestavin v eksplozivih. Dokazali so celo, da učinkovito diagnosticirajo bolezni, kot sta tuberkuloza in diabetes.
Sorodne vsebine
- Čmrlji lahko letijo na tanek zrak
Oblikovalec izdelkov s sedežem v Veliki Britaniji Susana Soares je ustvaril preprost, eleganten način, kako izkoristiti čebele za odkrivanje številnih bolezni, vključno z raki, kot so tumorji pljuč in jajčnikov. Njen stekleni aparat, imenovan "čebelji", ima veliko komoro in manjšo povezano komoro, nameščeno v njej. Potem ko čebele usposobijo, da določen kemični vonj poveže z nagrado hrane, kot je sladkor, se žuželke skozi odprtino sprostijo v diagnostično napravo. Bolniki bi preprosto pihali v manjši predel in čakali, da se roj zbere proti nečemu alarmantnemu v dihu osebe.
Projekt, ki je bil del magistrske naloge na londonskem Royal College of Art, se je začel leta 2007, ko je Soares naletela na raziskave čebel in njihovih fenomenalnih vohalnih sposobnosti. Po pogovoru z raziskovalci na tem področju je izvedela, da nekatere bolezni, kot je pljučni rak, opazno spremenijo sestavo telesnih tekočin, kar povzroča vonjave, ki se pojavljajo v urinu in včasih krvi. Nekateri preiskovalci so celo eksperimentirali z različnimi senzoričnimi metodami, da bi uporabili te "biomarkerje". Na primer, v Filadelfiji so znanstveniki usposobili miši za prepoznavanje vonja po pljučnem raku. Izurjeni psi so bili uporabljeni tudi za izdihavanje raka na jajčnikih. Drugi so se osredotočili na razmnoževanje teh živalskih sposobnosti v elektronskih nosilnih napravah, ki so umerjene tako, da poberejo te biomarkerje, ki jih človek ne more prepoznati.
Vendar pa žuželke zaradi svojih antenah ponujajo ključne prednosti pred sesalci in elektroniko. Na primer, elektronske naprave za nos imajo težave pri zaznavanju vonja med zapletenejšimi pogoji, na primer, ko je večja mešanica plinov, kot je človeška sapa. In študije so pokazale, da psi ostrostrelci pravilno prepoznajo vonjave le približno 71 odstotkov časa, hkrati pa zahtevajo vsaj tri mesece treninga. Čebele so v nasprotju s tem dosegle 98-odstotno stopnjo natančnosti in jih lahko trenirajo v približno 10 minutah.
Portugalska domačina je pri razvijanju "čebeljih" potrebovala nekaj, kar je uporabniku omogočilo, da čebele zlahka prevaža v instrument in jih varno izsesa s pomočjo vakuuma. Izvorni material je moral biti tudi dovolj prijeten, da se je oblikoval v sistem z dobro opredeljenimi potmi, ki ne ovirajo njihovega gibanja. Na koncu se je zaradi prožnosti in preglednosti namestila na steklo kot material. "Če želite vedeti rezultate dihalnega testa, bi morali videti vedenje žuželk, " pravi, "Vse je v njihovem vedenju."
Prototipi so bili testirani na terenu, in čeprav niso našli nobenega primera raka, so se pojavili primeri sladkorne bolezni, ki so bili pozneje potrjeni. Kljub temu je malo verjetno, da bo koncept pomenil kaj drugega kot samo razstavna radovednost. Čeprav je bilo kratko obdobje, v katerem se je počutila dovolj ambiciozno, da bi lahko stopila do morebitnih sodelavcev, se je postopek izkazal tako dolgotrajno in neplodno, da je na koncu obupala. Edine organizacije, ki se je za njeno idejo zdelo celo oddaljeno zainteresirana, so bile kar nekaj dobrodelnih organizacij. Zaenkrat "čebelice" obstajajo kot ena tistih čisto akademskih vaj, ki pokaže, da je "simbiotični odnos" ljudi do narave in kako "tehnologija in znanost lahko bolj spodbujata te odnose".
"Mislim, da obstajajo samo štirje laboratoriji na svetu, ki raziskujejo žuželke za presejanje bolezni, kar vam pokaže, da v zahodnem svetu ta pristop ne gre preveč dobro, " pravi Soares. "Medicinske in zdravstvene tehnologije so velik posel, in bistvo je, da preprosto ne vidijo, kako je lahko kaj takega donosno."
Glen C. Rains, kmetijski profesor na univerzi v Georgia, se v veliki meri strinja, čeprav dodaja, da so poleg ekonomije še bolj zapletena vprašanja. Entomolog in tudi čebelar z licenco se je spoprijel s številnimi izzivi, ko je razvil podobno napravo, imenovano Wasp Hound, ki uporablja serijo petih osi za odkrivanje prisotnosti hroščev. Rains sistem je nekoliko bolj izpopolnjen, saj uporablja kamero za beleženje obnašanja osi. Podatki se nato vnesejo v programsko opremo, ki analizira te premike, da ugotovi, ali so hrošči res zaznali te neželene goste. Po več kot desetletju razvoja je Rains sklenil partnerstvo z inženirskim podjetjem Bennett Aerospace, da bi izpopolnil tehnologijo za obsežne resnične aplikacije.
"Celoten pojem je vsekakor nekaj, kar se ljudem zdi fascinantno, " pravi. "Ko pa enkrat ugotoviš, kako bi to delovalo ali kako zaslužijo, ni nobenega modela, kako bi bilo to storiti."
Medtem ko obstaja preizkušen trg elektronskih tehnologij, Rains opozarja, da za presejalne sisteme bolezni, ki temeljijo na žuželkah, potrebuje ločeno infrastrukturo, ki je igralci v industriji niso skovali. Na primer, objekti bi potrebovali način za učinkovito pridobivanje vzorcev vonjav za usposabljanje in očitno čebelarja na kraju samem, ki lahko upravlja in trenira žuželke. Po nekaj pozitivnih rezultatih se pripravljenost žuželk, da bi švigale proti kemikaliji, začne močno zmanjševati, saj začnejo dojemati dejstvo, da jih na drugem koncu ne čaka več sladka nagrada. Tako bi v laboratorijih hrošči potrebovali stalno prekvalifikacijo čez dan. Kar pa je spodbudno, dodaja, je, da vpis hroščev v klinične namene ni brez primere, uporaba očesov in izcednih pijač za čiščenje ran pa je dobro sprejeta medicinska praksa.
Kljub tem izzivom je Soares pustil vsaj zadnja vrata odprta za takšno možnost, če je kdo s pravimi sredstvi pripravljen tvegati. "Ima potencial, da reši toliko življenj, " pravi. "Lahko gre celo za koncept odprte kode, zato bi z veseljem govoril za vse, ki jih to zanima."
