Nogle insekter, såsom bier, har en lugtesans, der er så akut følsom, at de kan lokalisere den svageste lugt i et rum, selvom den kun består af et par molekyler. Men forskere er især fascinerede af det faktum, at disse bugs endda kan læres at opdage forskellige kemikalier, fra methamphetamines til ingredienser i sprængstoffer. Det har endda vist sig, at de effektivt diagnosticerer sygdomme som tuberkulose og diabetes.
Relateret indhold
- Humler kan flyve i tynd luft
Den britiske-baserede produktdesigner Susana Soares har skabt en enkel, elegant måde at udnytte bier til at screene for en række sygdomme, herunder kræftformer, som tumorer i lunge og æggestokke. Hendes glasapparat, kaldet "Bee's", indeholder et stort kammer og et mindre tilsluttet kammer, der er indeholdt deri. Efter træning af bierne i at forbinde en bestemt kemisk lugt med en madbelønning, såsom sukker, frigøres insekterne i den diagnostiske enhed gennem en åbning. Patienter ville blot blæse ind i det mindre rum og vente med at se, om en sverm samler sig mod noget alarmerende i personens åndedrag.
Projektet, som er en del af hendes kandidatopgave ved Londons Royal College of Art, begyndte i 2007, da Soares stødte på forskning på bier og deres fænomenale olfaktoriske evner. Efter at have talt med forskere på området, lærte hun, at visse sygdomme, såsom lungekræft, mærkbart ændrer sammensætningen af kropsvæsker og producerer lugtende forbindelser, der dukker op i urin og undertiden blod. Nogle efterforskere har endda eksperimenteret med forskellige sansemetoder til at hjemholde på disse "biomarkører." I Philadelphia har for eksempel forskere trænet mus til at identificere duften af lungekræft. Træne hunde er også blevet brugt til at snuse ovariecancer. Andre har fokuseret på at gentage disse dyreevner i elektroniske næseenheder, der er kalibreret for at hente disse biomarkører, der ikke kan påvises til menneskelige næse.
Insekter tilbyder imidlertid vigtige fordele i forhold til pattedyr og elektronik på grund af deres antenner. For eksempel har elektroniske næseenheder problemer med at opdage en lugt midt i mere komplicerede forhold, ligesom når der er en større blanding af gasser, som det findes i menneskers åndedrag. Og undersøgelser har afsløret, at snifferhunde identificerer lugt korrekt kun omkring 71 procent af tiden, mens de også kræver mindst tre måneders træning. I modsætning hertil har bier opnået en nøjagtighedsrate på 98 procent og kan trænes på cirka 10 minutter.
Ved at udvikle "Bee's" havde den portugisiske indfødt behov for noget, der gjorde det muligt for brugeren let at transportere bier ind i instrumentet og sikkert suge dem ud igen ved hjælp af et vakuum. Kildematerialet måtte også være formbart nok til at forme sig til et system med veldefinerede veje, som ikke hindrer deres bevægelse. Hun sluttede sig til sidst på glas som materiale på grund af dets fleksibilitet og gennemsigtighed. "For at kende resultaterne af en åndedrætsprøve, bliver du nødt til at se insektenes adfærd, " siger hun. "Alt handler om deres adfærd."
Prototyper har gennemgået feltforsøg, og selvom det ikke fandt nogen tilfælde af kræft, dukkede det op et tilfælde af diabetes, der senere blev bekræftet. Det er dog usandsynligt, at konceptet vil udgøre noget ud over at være en udstilling nysgerrighed. Mens der var en kort periode, hvor hun følte sig ambitiøs nok til at nå ud til potentielle samarbejdspartnere, viste processen sig så tidskrævende og ufrugtbar, at hun i sidste ende gav op. De eneste organisationer, der virkede endda fjernt interesseret i hendes idé, var en håndfuld velgørenhedsorganisationer. Så indtil videre eksisterer "Bee's" som en af disse rent akademiske øvelser for at vise, som hun udtrykker det, det "symbiotiske forhold", mennesker har med naturen, og hvordan "teknologi og videnskab bedre kan fremme disse forhold."
"Jeg tror, at der kun er fire laboratorier i verden, der undersøger insekter til sygdomsscreening, hvilket viser dig, at denne fremgangsmåde ikke går godt i den vestlige verden, " siger Soares. "Medicinske og sundhedsmæssige teknologier er en stor forretning, og bunden af det er, at de bare ikke ser, hvordan noget lignende kan være rentabelt."
Glen C. Rains, en landbrugsprofessor ved University of Georgia, er stort set enig, selvom han tilføjer, at der er mere komplekse spørgsmål ud over økonomi. Entomologen samt en licensieret biavl har håndteret adskillige udfordringer, mens han udviklede en lignende enhed kaldet Wasp Hound, som bruger en batch på fem hveps til at opdage tilstedeværelsen af bedbugs. Rains 'system er lidt mere detaljeret, idet det bruger et kamera til at registrere hveps' adfærd. Data indføres derefter i software, der analyserer disse bevægelser for at bestemme, om fejlene faktisk registrerede disse uønskede gæster. Efter over et årti med udvikling har Rains skabt et partnerskab med et ingeniørfirma Bennett Aerospace for at forfine teknologien til store, reelle applikationer.
”Hele forestillingen er bestemt noget, folk finder fascinerende, ” siger han. "Men når du først har fundet ud af, hvordan det ville fungere, eller hvordan de tjener penge, er der ingen model for, hvordan det ville blive gjort."
Mens der er et gennemprøvet marked for elektroniske teknologier, påpeger Rains, at sygdomsscreeningssystemer, der er baseret på insekter, kræver en separat infrastruktur, som branche-aktørerne ikke har gideret at tænke over. Faciliteter, for eksempel, har brug for en måde til effektivt at få lugtprøver til træning og, selvfølgelig, en biavlere på stedet, der kan håndtere og træne insekterne. Efter nogle få positive resultater begynder insektenes villighed til at sive mod kemikaliet markant, da de begynder at indhente det faktum, at en sukkerholdig belønning ikke længere venter dem i den anden ende. I en laboratorieindstilling har bugs derfor brug for konstant omskoling hele dagen. Men hvad der er opmuntrende, tilføjer han, er, at rekruttering af bugs til kliniske formål ikke er hidtil uset, idet brugen af tåger og udvask til rengøring af sår er en vel accepteret medicinsk praksis.
På trods af disse udfordringer har Soares i det mindste forladt bagdøren for en sådan mulighed, hvis nogen med de rigtige ressourcer er villig til at tage en risiko. "Det har potentialet til at redde så mange liv, " siger hun. "Det kan endda være et open source-koncept, så for enhver, der er interesseret, ville jeg være glad for at tale."
