Někteří hmyz, jako jsou včely, mají takový zápach tak citlivě, že umí lokalizovat nejslabší zápach v místnosti, i když se skládá pouze z několika molekul. Vědci jsou však obzvláště zaujati skutečností, že tyto chyby lze dokonce naučit detekovat různé chemikálie, od metamfetaminů až po přísady do výbušnin. Ukázalo se dokonce, že účinně diagnostikují nemoci, jako je tuberkulóza a diabetes.
Související obsah
- Čmeláci mohou létat do tenkého vzduchu
Návrhářka produktů z Velké Británie Susana Soares vytvořila jednoduchý a elegantní způsob využití včel k screeningu řady nemocí, včetně rakoviny, jako jsou nádory plic a vaječníků. Její skleněná aparatura zvaná "Bee's" má velkou komnatu a menší propojenou komoru uvnitř ní. Po zaškolení včel, aby spojili určitý chemický zápach s odměnou za jídlo, jako je cukr, se hmyz uvolní do diagnostického zařízení otvorem. Pacienti jednoduše vyhodili do menšího prostoru a čekali, zda se roj shromažďuje k něčemu alarmujícímu v dechu člověka.
Projekt, který je součástí její diplomové práce na londýnské Royal College of Art, začal v roce 2007, kdy Soares narazil na výzkum včel a jejich fenomenálních čichových schopností. Poté, co mluvila s vědci v oboru, se dozvěděla, že některé nemoci, jako je rakovina plic, znatelně mění složení tělních tekutin a produkují zapáchající sloučeniny, které se objevují v moči a někdy v krvi. Někteří vyšetřovatelé dokonce experimentovali s různými smyslovými metodami, ve kterých se mohli ubytovat na těchto „biomarkerech“. Například ve Filadelfii vědci vyškolili myši, aby identifikovali vůni rakoviny plic. Vyškolení psi se také používají k vyčichání rakoviny vaječníků. Jiní se zaměřili na replikaci těchto zvířecích schopností v elektronických nosních zařízeních, která jsou kalibrována pro zachycení těchto biomarkerů nezjistitelných pro lidské nosy.
Hmyz nabízí oproti savcům a elektronice klíčové výhody, a to díky jejich anténám. Například elektronická nosní zařízení mají potíže s detekcí zápachu ve složitějších podmínkách, jako je tomu v případě větší směsi plynů, jaké se vyskytují v lidském dechu. Studie odhalily, že psi čichající správně identifikují pachy pouze asi 71 procent času, přičemž vyžadují také výcvik po dobu nejméně tří měsíců. Naproti tomu včely dosáhly míry přesnosti 98 procent a mohou být trénovány přibližně za 10 minut.
Při vývoji „Bee's“ portugalský rodák potřeboval něco, co uživateli umožnilo snadno transportovat včely do nástroje a bezpečně je vysát zpět pomocí vakua. Zdrojový materiál také musel být dostatečně tvárný, aby se mohl tvarovat do systému s dobře definovanými cestami, které nebrání jejich pohybu. Nakonec se jako materiál usadila na skle kvůli své flexibilitě a průhlednosti. „Chcete-li znát výsledky dechového testu, musíte vidět chování hmyzu, " říká. „Všechno je o jejich chování."
Prototypy prošly terénním testováním, a ačkoli nenalezly žádné případy rakoviny, objevily se případy cukrovky, která byla později potvrzena. Je však nepravděpodobné, že tento koncept bude znamenat něco jiného, než je zvědavost výstavy. I když existovalo krátké období, ve kterém se cítila dostatečně ambiciózní, aby oslovila potenciální spolupracovníky, tento proces se ukázal být tak časově náročný a neschopný, že se nakonec vzdala. Jedinými organizacemi, které se zdály dokonce vzdáleně zajímat její nápad, byla hrstka charitativních organizací. Takže prozatím existuje „Bee's“ jako jedno z těch čistě akademických cvičení, jak ukazuje, „symbiotický vztah“, který mají lidé s přírodou a jak „technologie a věda mohou tyto vztahy lépe podporovat“.
„Myslím, že na světě provádějí výzkum hmyzu pro screening nemocí jen čtyři laboratoře, což ukazuje, že tento přístup v západním světě dobře neprochází, “ říká Soares. "Lékařské a zdravotnické technologie jsou velký byznys a výsledkem je, že prostě nevidí, jak něco takového může být ziskové."
Glen C. Rains, zemědělský profesor na georgiánské univerzitě, do značné míry souhlasí, ačkoli dodává, že kromě ekonomie existují i složitější problémy. Entomolog, stejně jako licencovaný včelař, se vypořádal s četnými výzvami a vyvinul podobné zařízení zvané Wasp Hound, které používá dávku pěti vos pro detekci přítomnosti štěňat. Rainsův systém je trochu propracovanější v tom, že používá kameru k zaznamenávání chování vosy. Data jsou pak přiváděna do softwaru, který analyzuje tyto pohyby, aby se zjistilo, zda chyby skutečně tyto nežádoucí hosty skutečně detekují. Po více než deseti letech vývoje Rains navázal partnerství se strojírenskou firmou Bennett Aerospace, aby zdokonalil technologii pro rozsáhlé reálné aplikace.
„Celá představa je určitě něčím, co lidé považují za fascinující, “ říká. "Ale jakmile se dostanete k tomu, jak to bude fungovat nebo jak vydělají peníze, neexistuje žádný model, jak by se to stalo."
I když existuje osvědčený trh elektronických technologií, Rains zdůrazňuje, že systémy pro detekci nemocí založené na hmyzu vyžadují samostatnou infrastrukturu, kterou se hráči v oboru neobtěžovali přemýšlet. Zařízení by například potřebovala způsob, jak efektivně získat vzorky zápachu pro výcvik a samozřejmě včelaře na místě, který dokáže hmyz řídit a školit. Po několika pozitivních výsledcích se ochota hmyzu bzučet směrem k chemikáliím výrazně snižuje, protože začínají dohonovat skutečnost, že na druhém konci už na ně čeká sladká odměna. V laboratorním prostředí by tedy chyby vyžadovaly neustálé přeškolování po celý den. Co je však povzbudivé, dodává, že zařazení štěnic pro klinické účely není bezprecedentní, přičemž použití červů a výluhů k očištění ran je dobře akceptovanou lékařskou praxí.
Navzdory těmto výzvám nechal Soares přinejmenším zadní dveře otevřené pro tuto možnost, pokud je někdo se správnými zdroji ochoten riskovat. „Má potenciál zachránit tolik životů, “ říká. "Může to být dokonce koncept s otevřeným zdrojovým kódem, takže pro každého, kdo má zájem, budu rád mluvit."
