Noen insekter, for eksempel bier, har en luktesans så akutt følsom at de kan finne den svakeste lukten i et rom, selv om den bare består av noen få molekyler. Men forskere er spesielt fascinerte av det faktum at disse feilene til og med kan læres å oppdage forskjellige kjemikalier, fra metamfetaminer til ingredienser i eksplosiver. Det har til og med vist seg at de effektivt diagnostiserer sykdommer som tuberkulose og diabetes.
Relatert innhold
- Humlene kan fly i tynn luft
Den britiske baserte produktdesigneren Susana Soares har skapt en enkel, elegant måte å utnytte bier til å screene for en rekke sykdommer, inkludert kreftformer, som svulster i lungene og eggstokkene. Glassapparatet hennes, kalt "Bee's", har et stort kammer og et mindre tilkoblet kammer som er plassert inne i det. Etter å ha trent biene for å knytte en spesifikk kjemisk lukt til en matbelønning, for eksempel sukker, blir insektene frigjort til diagnoseenheten gjennom en åpning. Pasientene ville bare blåse inn i det mindre avdelingen og vente med å se om en sverm samler seg mot noe alarmerende i personens pust.
Prosjektet, som er en del av masteroppgaven sin ved Londons Royal College of Art, begynte i 2007 da Soares kom over forskning på bier og deres fenomenale luktevner. Etter å ha snakket med forskere på området, lærte hun at visse sykdommer, for eksempel lungekreft, merkbart endrer sammensetningen av kroppslige væsker, og produserer luktige forbindelser som dukker opp i urin og noen ganger blod. Noen etterforskere har til og med eksperimentert med forskjellige sansemetoder for å hjemfeste på disse "biomarkørene." I Philadelphia, for eksempel, har forskere trent mus for å identifisere duften av lungekreft. Trente hunder har også blitt brukt til å snuse ut kreft i eggstokkene. Andre har fokusert på å gjenskape disse dyreferdighetene i elektroniske neseenheter som er kalibrert for å hente disse biomarkørene som ikke kan oppdages for menneskelige neser.
Insekter gir imidlertid viktige fordeler fremfor pattedyr og elektronikk på grunn av antennene. For eksempel har elektroniske neseenheter problemer med å oppdage en lukt blant mer kompliserte forhold, som når det er en større blanding av gasser, som det finnes i menneskers pust. Og studier har avdekket at snifferhunder identifiserer lukt riktig bare rundt 71 prosent av tiden, mens de også krever minst tre måneders trening. Bier, derimot, har oppnådd en nøyaktighetsgrad på 98 prosent og kan trenes på omtrent 10 minutter.
Da han utviklet "Bee's", trengte den portugisiske innfødte noe som gjorde det mulig for brukeren å enkelt transportere bier inn i instrumentet og trygt suge dem ut igjen med et vakuum. Kildematerialet måtte også være formbart nok til å forme seg til et system med veldefinerte stier som ikke hindrer bevegelsen deres. Hun slo seg til slutt opp på glass som materiale på grunn av dets fleksibilitet og gjennomsiktighet. "For å kjenne til resultatene av en pustetest, må du se insektenes oppførsel, " sier hun, "alt handler om deres oppførsel."
Prototyper har gjennomgått feltforsøk, og selv om det ikke fant noen tilfeller av kreft, viste det frem et tilfelle av diabetes som senere ble bekreftet. Det er imidlertid usannsynlig at konseptet vil utgjøre noe utover det å være en utstillingsgjerrighet. Mens det var en kort periode hvor hun følte seg ambisiøs nok til å nå ut til potensielle samarbeidspartnere, viste prosessen seg så tidkrevende og ufruktbar at hun til slutt ga opp. De eneste organisasjonene som virket til og med eksternt interessert i ideen hennes, var en håndfull veldedigheter. Så foreløpig eksisterer "Bee's" som en av de rent akademiske øvelsene for å vise, som hun uttrykker det, det "symbiotiske forholdet" mennesker har til naturen og hvordan "teknologi og vitenskap bedre kan fremme disse forholdene."
"Jeg tror det bare er fire laboratorier i verden som forsker på insekter for screening av sykdommer, noe som viser deg at denne tilnærmingen ikke går bra i den vestlige verden, " sier Soares. "Medisinske og helseteknologier er en stor virksomhet, og det viktigste er at de bare ikke ser hvordan noe slikt kan være lønnsomt."
Glen C. Rains, en landbruksprofessor ved University of Georgia, er stort sett enig, selv om han legger til at det er mer kompliserte spørsmål foruten økonomi. Entomologen, samt en lisensiert birøkter, har taklet en rekke utfordringer mens han utviklet en lignende enhet kalt Wasp Hound, som bruker en gruppe på fem veps for å oppdage tilstedeværelsen av veggedyr. Rains 'system er litt mer forseggjort ved at det bruker et kamera for å registrere vepsens oppførsel. Dataene blir deretter matet inn i programvare som analyserer disse bevegelsene for å finne ut om feilene faktisk oppdaget disse uønskede gjestene. Etter over et tiår med utvikling, har Rains forsmaket et samarbeid med Bennett Aerospace, et ingeniørfirma, for å foredle teknologien til store virkelige applikasjoner.
"Hele forestillingen er definitivt noe folk synes er fascinerende, " sier han. "Men når du først har funnet ut hvordan det ville fungere eller hvordan de tjener penger, er det ingen modell for hvordan det ville bli gjort."
Mens det er et velprøvd marked for elektroniske teknologier, påpeker Rains at systemer for screening av sykdommer basert på insekter krever en egen infrastruktur som bransjeaktørene ikke har brydd seg om å tenke gjennom. Fasiliteter vil for eksempel trenge en måte å effektivt skaffe luktprøver til trening og, selvfølgelig, en birøkter på stedet som kan håndtere og trene insektene. Etter noen få positive resultater, begynner insektenes vilje til å sive seg mot kjemikaliet å avta betydelig, ettersom de begynner å fange det faktum at en sukkerholdig belønning ikke lenger venter dem i den andre enden. I laboratorieinnstillinger ville bugs derfor trenge kontinuerlig omskolering hele dagen. Men det som er oppmuntrende, legger han til, er at verving av bugs til kliniske formål ikke er enestående, med bruk av magger og utvaskinger for å rense sår som en godtatt medisinsk praksis.
Til tross for disse utfordringene har Soares i det minste satt bakdøren åpen for en slik mulighet, hvis noen med de rette ressursene er villige til å ta en risiko. "Det har potensialet til å redde så mange liv, " sier hun. "Det kan til og med være et åpen kildekonsept, så for alle som er interessert, vil jeg gjerne snakke."
