Ученые используют саранчу, как биоробота с датчиком взрывоопасности

Исследователи показали, как им удалось захватить обонятельную систему саранчи, чтобы обнаруживать и различать различные взрывоопасные вещества. (Credit: Raman Lab)

Некоторые исследователи надеются, что отличное обоняние саранчи сможет принести пользу, спасая человечество от неразорвавшихся бомб. Мы не можем обнаружить крошечную долю молекул в воздухе, которая может привести нас к взрывчатке, но другие животные могут. Например, гигантские «крысы-герои» уже спасли много жизней, благодаря обнаружению наземных мин, что позволило людям в бывших зонах боевых действий безопасно вернуться на свои земли.

Профессор Барани Раман из Вашингтонского университета считает, что американская саранча может стать еще лучшими детекторами взрывчатых веществ, имея хорошо изученные обонятельные системы, легкий для наблюдения мозг и способность нести тяжелые грузы. Чтобы увидеть, заслуживает ли эта идея внимания, Раману сначала нужно было проверить, действительно ли саранча чувствует запах соответствующих взрывчатых веществ. 

«Мы не знали, смогут ли они почувствовать запах или определить местонахождение взрывчатых веществ, потому что они не имеют никакого значимого экологического значения», — говорится в заявлении Рамана.

В статье, опубликованной в журнале Biosensors and Bioelectronics X  Раман описывает сигналы в мозгу саранчи, определяющиеся активностью нейронов при встрече с взрывчатыми молекулами, такими как TNT. Раман также обнаружил, что саранча может чувствовать запах нитрата аммония — причину ужасного взрыва в Бейруте в этом месяце. 

Однако, если саранча когда-нибудь сможет начать карьеру в области обнаружения бомб, то это будет не дикая саранча, а искусственно повышенная до статуса киборга с помощью имплантированных электродов или «биороботической химической сенсорной системы».

Раман и соавторы привязали саранчу к моделям автомобилей с имплантированными электродами и возили их в ящике, наполненном взрывчатыми веществами, перемещаясь между местами, где запах был сильнее и слабее. Мозг саранчи с водителем зафиксировал, насколько сильным был запах, — необходимый шаг, чтобы следовать по градиенту к источнику запаха.

«Знаете, когда вы близко к кофейне, запах кофе сильнее, а когда вы дальше, вы чувствуете его меньше? Это то, что мы видели, наблюдая за активностью нейронов в мозге саранчи», — сказал Раман.

Раман продемонстрировал, что электроды могут измерять силу реакции, которая отображает сильные и слабые запахи, что означает, что это может привести нас к бомбе, даже если саранча будет не заинтересована в процессе.

Так называемые «электронные носы», способные обнаруживать и различать молекулы в воздухе, развивались в течение последних двух десятилетий и часто они даже могут превосходить человеческий нос. Однако для многих целей, включая эту, они все еще сильно отстают от животных, нюх, которых оттачивался миллионы лет эволюции.

DOI: 10.1016/j.biosx.2020.100050

Читайте также: Восемь моллюсков решают, будут ли люди в городе получать воду или нет