Саранчу перетворили на кіборгів-саперів

Американські дослідники з Університету Вашингтона в Сент-Луїсі розробили метод, що дозволяє перетворити сарану на кіборгів-саперів. Дослідження проводяться на замовлення Науково-дослідного управління ВМС США. Препринт роботи вчених опублікований на bceRxiv, а короткий її виклад наводить New Scientist.

Сьогодні для виявлення вибухових речовин використовуються різні методи, включаючи хімічний аналіз речовин, що містяться в повітрі і пошук мін за допомогою африканських хом'якових щурів. Крім того, ведеться розробка системи виявлення вибухових речовин, в якій використовуються модифіковані бактерії.

Дослідники з Університету Вашингтона в Сент-Луїсі виявили, що залежно від хімічної речовини, яка потрапила на рецептори в усиках сарани, в нюшливих частках грибовидних тіл у мозку комах збуджуються різні нейрони. І по збудженню нейронів і можна визначати, чи вловили рецептори комахи вибухової речовини.

Для експерименту дослідники використовували шистоцерку американську (, також відому як американська сарана. У нюхові відділи мозку комах дослідники вживили електроди, за допомогою яких отримували дані про нейронну активність, що виникає у відповідь на запахи.

На спинках комах вчені закріпили мініатюрний пристрій з підсилювачем сигналу від електродів. Цей пристрій записував дані про електричну активність нейронів у нюх відділах мозку американської сарани.

Потім усики комах піддавали впливу різних речовин, включаючи пари тринітротолуола і його прекурсора 2,4-динітротолуола, а також бензальдегіду. Крім того, на вусики впливали і гарячим повітрям. Завдяки цьому вчені визначили, які саме нейрони нюшливої частки мозку сарани реагують на кожну з речовин.

Точність виявлення молекул конкретної вибухової речовини в повітрі за допомогою однієї комахи склала в середньому 60 відсотків. При аналізі сигналів, що надходять від семи особин, точність виявлення склала вже близько 80 відсотків.

Новий метод поки знаходиться на ранній стадії розробки і має кілька недоліків. Зокрема, після імплантації електродів сарана втрачає здатність рухатися. З цієї причини комах під час експерименту переміщали по приміщенню, де розпорошувалася та чи інша речовина, на візку.

Крім того, в середньому протягом семи годин після імплантації електродів мозок сарани гинув. Тим не менш, аж до цього моменту чарівні нейрони стійко реагували на сигнали рецепторів. Нарешті, поки невідомо, наскільки надійний розроблений американськими вченими метод. Під час експериментів комах не піддавали впливу парів одночасно декількох речовин.

У 2005 році вчені з Університету Джорджії запропонували використовувати для пошуку вибухових речовин ос і бджіл. Дослідники створили спеціальний прилад, в якому містилися п'ять комах, «навчених» шукати особливий грибок, що вражає арахіс. Якщо оси відчували запах такого грибка, прилад подавав світловий сигнал. Реакція ос на запах відстежувалася за допомогою мініатюрної камери всередині приладу.

Пізніше вчені з Лос-Аламоської лабораторії проводили досліди з дресирування бджіл, щоб згодом використовувати навчених комах для виявлення вибухових речовин. Дресирування комах займало мало часу. На час навчання бджіл поміщали в контейнер, в якому перебувала невелика кількість вибухової речовини.

У контейнері бджолам невеликими порціями давали розчин цукру. Через короткий час, зазвичай не більше 10 хвилин, у комах вироблявся рефлекс - при нюху певного запаху бджоли починали активніше ворушити вусиками, очікуючи заохочувального частування. Проект з дресируванням бджіл і ос в даний час закритий.