Някои насекоми, като пчелите, имат обоняние, което е толкова остро чувствително, че могат да открият най-слабите миризми в помещение, дори и да се състоят само от няколко молекули. Но учените са особено заинтригувани от факта, че тези бъгове могат дори да бъдат научени да откриват различни химикали - от метамфетамини до съставки в експлозивите. Дори е доказано, че ефективно диагностицират заболявания като туберкулоза и диабет.
Свързано съдържание
- Пчелите могат да летят в тънък въздух
Базираната в Обединеното кралство продуктова дизайнерка Сузана Соарес създаде прост, елегантен начин за прибиране на пчелите за скрининг на редица заболявания, включително рак, като тумори на белия дроб и яйчниците. Нейният стъклен апарат, наречен "Bee's", разполага с голяма камера и по-малка свързана камера, поместена в нея. След като обучат пчелите да свързват специфична химическа миризма с награда за храна, като захар, насекомите се освобождават в диагностичното устройство през отвор. Пациентите просто щяха да духат в по-малкото отделение и да чакат да видят дали рояк се събира към нещо тревожно в дъха на човека.
Проектът, част от магистърската му теза в Лондонския кралски колеж за изкуства, започна през 2007 г., когато Соарес попадна на изследвания на пчелите и техните феноменални обонятелни способности. След разговори с изследователи в тази област тя научи, че някои заболявания, като рак на белия дроб, забележимо променят състава на телесните течности, произвеждайки миризливи съединения, които се проявяват в урината, а понякога и в кръвта. Някои изследователи дори експериментират с различни сензорни методи, за да намерят тези „биомаркери“. Например във Филаделфия учените са обучили мишки за идентифициране на аромата на рака на белия дроб. Обучените кучета също са били използвани за издушване на рак на яйчниците. Други са се фокусирали върху възпроизвеждането на тези животински способности в електронни устройства за носа, които са калибрирани, за да вземат тези биомаркери, неоткриваеми за човешките носове.
Насекомите обаче предлагат ключови предимства пред бозайниците и електрониката заради антените си. Например електронните устройства за нос имат проблеми с откриването на миризма на фона на по-сложни условия, например когато има по-голяма смес от газове, каквато се намира в човешкото дишане. И проучванията разкриха, че смъркащите кучета идентифицират правилно миризмите само около 71 процента от времето, като същевременно изискват и обучение поне три месеца. За разлика от това пчелите са постигнали степен на точност от 98 процента и могат да бъдат обучени за около 10 минути.
При разработването на "Bee's", португалският местен се нуждаеше от нещо, което да даде възможност на потребителя лесно да транспортира пчелите в инструмента и безопасно да ги изсмуче обратно с помощта на вакуум. Изходният материал също трябваше да бъде достатъчно ковък, за да се оформи в система с добре дефинирани пътеки, които не пречат на тяхното движение. В крайна сметка тя се е настанила върху стъклото като материал поради своята гъвкавост и прозрачност. „За да знаете резултатите от дихателния тест, ще трябва да видите поведението на насекомите“, казва тя. „Всичко е свързано с тяхното поведение“.
Прототипите са преминали полеви тестове и макар да не са открили случаи на рак, се появи случай на диабет, който по-късно беше потвърден. Малко вероятно е обаче концепцията да се равнява на всичко, освен да е любопитно за изложбата. Въпреки че имаше кратък период, в който тя се почувства достатъчно амбициозна, за да посегне до потенциални сътрудници, процесът се оказа толкова отнемащ време и безплоден, че в крайна сметка тя се отказа. Единствените организации, които изглеждаха отдалечено заинтересовани от нейната идея, бяха шепа благотворителни организации. Затова засега „Bee's“ съществува като едно от онези чисто академични упражнения, за да покаже, както казва тя, „симбиотичната връзка“, която хората имат с природата и как „технологията и науката могат по-добре да насърчават тези взаимоотношения“.
"Мисля, че има само четири лаборатории в света, които правят изследвания на насекоми за скрининг на болести, което ви показва, че този подход не е много добър в западния свят", казва Соарес. "Медицинските и здравните технологии са голям бизнес. И най-важното е, че те просто не виждат как нещо подобно може да бъде печелившо."
Глен К. Рейнс, професор по земеделие в университета в Джорджия, до голяма степен е съгласен, въпреки че добавя, че освен икономиката има и по-сложни въпроси. Ентомологът, както и лицензиран пчелар, се справи с многобройни предизвикателства, докато разработи подобно устройство, наречено Wasp Hound, което използва партида от пет оси за откриване на присъствието на дървеници. Системата за дъждове е малко по-сложна, тъй като използва камера за запис на поведението на осите. След това данните се подават в софтуер, който анализира тези движения, за да се определи дали грешките наистина са открили тези нежелани гости. След над десетилетие на развитие, Rains създаде партньорство с Bennett Aerospace, инженерна фирма, за да усъвършенства технологията за широкомащабни реални приложения.
"Цялата представа определено е нещо, което хората намират за очарователно", казва той. "Но след като влезете в това как би работило или как те печелят пари, няма модел за това как ще се направи."
Въпреки че има изпитан пазар на електронни технологии, Rains посочва, че системите за скрининг на болести, базирани на насекоми, изискват отделна инфраструктура, която индустриалните участници не са си направили труда да обмислят. Съоръженията, например, ще се нуждаят от начин за ефективно получаване на проби от миризми за обучение и, очевидно, пчелар на място, който може да управлява и обучава насекомите. След няколко положителни резултата, желанието на насекомите да бръмчат към химикала започва да намалява значително, тъй като те започват да хващат факта, че сладката награда вече не ги очаква в другия край. По този начин, в лабораторни условия, бъговете ще се нуждаят от постоянно преквалификация през целия ден. Но окуражаващо, добавя той, е, че привличането на бъгове за клинични цели не е безпрецедентно, като използването на личинки и излуги за почистване на рани е добре приета медицинска практика.
Въпреки тези предизвикателства, Соарес е оставил поне задната врата отворена за такава възможност, ако някой с подходящите ресурси е готов да поеме риск. „Има потенциал да спаси толкова много животи“, казва тя. "Това дори може да бъде концепция с отворен код, така че за всеки, който се интересува, ще се радвам да говоря."
