Μερικά έντομα, όπως οι μέλισσες, έχουν μια αίσθηση οσμής τόσο έντονα ευαίσθητη ώστε να εντοπίζουν τις ελάχιστες οσμές σε ένα δωμάτιο, ακόμα κι αν αποτελείται από λίγα μόνο μόρια. Αλλά οι επιστήμονες είναι ιδιαίτερα ενθουσιασμένοι από το γεγονός ότι αυτά τα σφάλματα μπορούν να διδαχθούν ακόμη και για να ανιχνεύσουν διάφορες χημικές ουσίες, από μεθαμφεταμίνες έως συστατικά σε εκρηκτικά. Έχουν αποδειχθεί ακόμη ότι διαγιγνώσκουν αποτελεσματικά ασθένειες όπως η φυματίωση και ο διαβήτης.
σχετικό περιεχόμενο
- Τα μέλισσα μπορούν να πετάξουν σε λεπτό αέρα
Η βασισμένη στο Ηνωμένο Βασίλειο σχεδιαστής προϊόντων Susana Soares δημιούργησε έναν απλό, κομψό τρόπο αξιοποίησης των μελισσών για την εξέταση διάφορων ασθενειών, συμπεριλαμβανομένων των καρκίνων, όπως οι όγκοι του πνεύμονα και των ωοθηκών. Η γυάλινη συσκευή της, που ονομάζεται "Bee's", διαθέτει ένα μεγάλο θάλαμο και μικρότερο συνδεδεμένο θάλαμο που στεγάζεται μέσα σε αυτό. Αφού εκπαιδεύσουν τις μέλισσες για να συνδέσουν μια συγκεκριμένη χημική οσμή με μια ανταμοιβή τροφής, όπως η ζάχαρη, τα έντομα απελευθερώνονται στη διαγνωστική συσκευή μέσω ενός ανοίγματος. Οι ασθενείς θα έσκαζαν απλά στο μικρότερο διαμέρισμα και θα περιμένουν να δουν αν ένα σμήνος συγκεντρώνεται προς κάτι ανησυχητικό στην αναπνοή του ατόμου.
Το έργο, μέρος της διατριβής του μάστερ στο Royal College of Art του Λονδίνου, ξεκίνησε το 2007, όταν ο Soares βρέθηκε στην έρευνα για τις μέλισσες και τις φαινομενικές τους οσφρητικές ικανότητες. Μετά από να μιλήσει με ερευνητές στον τομέα, έμαθε ότι ορισμένες ασθένειες, όπως ο καρκίνος του πνεύμονα, μεταβάλλουν αισθητά τη σύνθεση των σωματικών υγρών, παράγοντας οσμηρές ενώσεις που εμφανίζονται στα ούρα και μερικές φορές στο αίμα. Κάποιοι ερευνητές έχουν πειραματιστεί ακόμη και με διάφορες αισθητηριακές μεθόδους στο σπίτι τους σε αυτούς τους "βιοδείκτες". Στη Φιλαδέλφεια, για παράδειγμα, οι επιστήμονες έχουν εκπαιδευτεί σε ποντίκια για να εντοπίσουν το άρωμα του καρκίνου του πνεύμονα. Τα εκπαιδευμένα σκυλιά έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για να ξεμπερδεύουν τον καρκίνο των ωοθηκών. Άλλοι έχουν επικεντρωθεί στην αναπαραγωγή αυτών των ζωικών ικανοτήτων σε ηλεκτρονικές συσκευές μύτης που έχουν βαθμονομηθεί για να συλλέξουν αυτούς τους βιοδείκτες που δεν μπορούν να ανιχνευθούν σε ανθρώπινες μύτες.
Τα έντομα προσφέρουν βασικά πλεονεκτήματα έναντι των θηλαστικών και των ηλεκτρονικών, εξαιτίας των κεραιών τους. Για παράδειγμα, οι ηλεκτρονικές συσκευές μύτης δυσκολεύουν να ανιχνεύσουν μια οσμή ανάμεσα σε πιο περίπλοκες συνθήκες, όπως όταν υπάρχει μεγαλύτερο μείγμα αερίων, όπως βρίσκεται στην ανθρώπινη αναπνοή. Και οι μελέτες έχουν αποκαλύψει ότι οι σκύλοι του σκύλου εντοπίζουν σωστά τις οσμές μόνο το 71% του χρόνου, ενώ απαιτούν επίσης τουλάχιστον τριμηνιαία εκπαίδευση. Οι μέλισσες, αντιθέτως, έχουν επιτύχει ποσοστό ακρίβειας 98% και μπορούν να εκπαιδευτούν σε περίπου 10 λεπτά.
Κατά την ανάπτυξη του "Bee's", ο πορτογάλος ντόπιος χρειάστηκε κάτι που επέτρεψε στο χρήστη να μεταφέρει εύκολα τις μέλισσες στο όργανο και να τις απορροφήσει με ασφάλεια χρησιμοποιώντας ένα κενό. Το αρχικό υλικό έπρεπε επίσης να είναι αρκετά εύπλαστο ώστε να διαμορφώνεται σε ένα σύστημα με καλά καθορισμένες διαδρομές που δεν εμποδίζουν την κίνησή τους. Τελικά εγκαταστάθηκε στο γυαλί ως υλικό λόγω της ευελιξίας και της διαφάνειας. «Για να γνωρίζετε τα αποτελέσματα μιας δοκιμής αναπνοής, θα πρέπει να δείτε τη συμπεριφορά των εντόμων», λέει. «Τα πάντα αφορούν τη συμπεριφορά τους».
Τα πρωτότυπα έχουν υποβληθεί σε δοκιμές στον αγρό και παρόλο που δεν βρήκαν καρκίνο, έδειξε μια περίπτωση διαβήτη που επιβεβαιώθηκε αργότερα. Είναι μάλλον απίθανο, όμως, ότι η έννοια θα ισοδυναμεί με οτιδήποτε πέρα από την περιέργεια μιας έκθεσης. Ενώ υπήρξε μια σύντομη περίοδος κατά την οποία αισθάνθηκε αρκετά φιλόδοξη για να προσεγγίσει σε πιθανούς συνεργάτες, η διαδικασία αποδείχθηκε τόσο χρονοβόρα και άκαρδη που τελικά εγκατέλειψε. Οι μόνες οργανώσεις που φαινόταν να ενδιαφέρονται ακόμη και για την ιδέα της ήταν μια χούφτα φιλανθρωπικών οργανώσεων. Έτσι για τώρα, η "Bee's" υπάρχει ως μία από αυτές τις αμιγώς ακαδημαϊκές ασκήσεις που δείχνουν, όπως το θέτει, τη «συμβιωτική σχέση» που έχουν οι άνθρωποι με τη φύση και πώς «η τεχνολογία και η επιστήμη μπορούν να προωθήσουν καλύτερα αυτές τις σχέσεις».
"Νομίζω ότι υπάρχουν μόνο τέσσερα εργαστήρια στον κόσμο που διεξάγουν έρευνες σχετικά με τα έντομα για τον έλεγχο της νόσου, το οποίο σας δείχνει ότι αυτή η προσέγγιση δεν υπερβαίνει καλά στον δυτικό κόσμο", λέει ο Soares. "Οι ιατρικές τεχνολογίες και οι τεχνολογίες υγείας είναι μια μεγάλη επιχείρηση και η κατώτατη γραμμή είναι ότι απλά δεν βλέπουν πώς κάτι τέτοιο μπορεί να είναι κερδοφόρο".
Ο Glen C. Rains, γεωργικός καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Γεωργίας, συμφωνεί σε μεγάλο βαθμό, αν και προσθέτει ότι υπάρχουν πιο σύνθετα ζητήματα πέρα από τα οικονομικά. Ο εντομολόγος, καθώς και ο εγκεκριμένος μελισσοκόμος, αντιμετώπισε πολυάριθμες προκλήσεις αναπτύσσοντας μια παρόμοια συσκευή που ονομάζεται "The Wasp Hound", η οποία χρησιμοποιεί μια παρτίδα πέντε σφήκες για να ανιχνεύσει την παρουσία παπαλίνας. Το σύστημα των Rains είναι λίγο πιο περίπλοκο στο ότι χρησιμοποιεί μια κάμερα για να καταγράψει τη συμπεριφορά των σφήνων. Τα δεδομένα στη συνέχεια τροφοδοτούνται σε λογισμικό που αναλύει αυτές τις κινήσεις για να προσδιορίσει εάν τα σφάλματα πράγματι πράγματι ανίχνευαν αυτούς τους ανεπιθύμητους επισκέπτες. Μετά από μια δεκαετία ανάπτυξης, η Rains έχει δημιουργήσει μια συνεργασία με την Bennett Aerospace, μια εταιρεία μηχανικών, για να βελτιώσει την τεχνολογία για εφαρμογές μεγάλης κλίμακας.
"Η όλη ιδέα είναι σίγουρα κάτι που οι άνθρωποι βρίσκουν συναρπαστικό", λέει. "Αλλά μόλις φτάσετε στο πώς θα λειτουργήσει ή πώς θα κάνουν τα χρήματα, δεν υπάρχει πρότυπο για το πώς θα γίνει."
Ενώ υπάρχει μια δοκιμασμένη και αληθινή αγορά ηλεκτρονικών τεχνολογιών, η Rains επισημαίνει ότι τα συστήματα ανίχνευσης ασθενειών που βασίζονται σε έντομα απαιτούν μια ξεχωριστή υποδομή που οι επαγγελματίες του κλάδου δεν έχουν ενοχλήσει να σκεφτούν. Οι εγκαταστάσεις, για παράδειγμα, θα χρειαστούν έναν τρόπο αποτελεσματικής απόκτησης δειγμάτων οσμής για την κατάρτιση και, προφανώς, ενός μελισσοκόμου στην περιοχή που μπορεί να διαχειριστεί και να εκπαιδεύσει τα έντομα. Μετά από μερικά θετικά αποτελέσματα, η προθυμία των εντόμων να μπερδεύουν προς τη χημική ουσία αρχίζει να μειώνεται σημαντικά, καθώς αρχίζουν να πιάζουν το γεγονός ότι μια ζαχαρούχα ανταμοιβή δεν τα περιμένει πλέον στο άλλο άκρο. Έτσι, σε εργαστηριακό περιβάλλον, τα σφάλματα θα χρειαζόταν συνεχή επανεκπαίδευση καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας. Αλλά αυτό που είναι ενθαρρυντικό, προσθέτει, είναι ότι η στρατολόγηση σφαλμάτων για κλινικούς σκοπούς δεν είναι άνευ προηγουμένου, με τη χρήση σκουληκιών και εκχυλισμάτων για την αποκατάσταση των πληγών να είναι μια αποδεκτή ιατρική πρακτική.
Παρά τις προκλήσεις αυτές, η Soares έχει αφήσει τουλάχιστον την πίσω πόρτα ανοιχτή σε μια τέτοια πιθανότητα, αν κάποιος με τους σωστούς πόρους είναι διατεθειμένος να αναλάβει τον κίνδυνο. "Έχει τη δυνατότητα να σώσει τόσες πολλές ζωές", λέει. "Μπορεί ακόμη και να είναι μια έννοια ανοικτού κώδικα, οπότε για όσους ενδιαφέρονται, είμαι ευτυχής να μιλήσω".
