Mõnel putukal, näiteks mesilastel, on haistmismeel nii teravalt tundlik, et nad suudavad ruumis tuvastada kõige halvema lõhna, isegi kui see koosneb vaid mõnest molekulist. Kuid teadlasi huvitab eriti see, et neid vigu saab õpetada isegi mitmesuguste kemikaalide tuvastamiseks, alates metamfetamiinidest kuni lõhkeainete koostisosadeni. Isegi on tõestatud, et nad diagnoosivad tõhusalt selliseid haigusi nagu tuberkuloos ja diabeet.
Seotud sisu
- Kimalased võivad õhu sisse lennata
Suurbritannias asuv tootedisainer Susana Soares on loonud lihtsa ja elegantse meetodi mesilaste kasutamiseks paljude haiguste, sealhulgas vähkkasvajate, näiteks kopsu- ja munasarjakasvajate skriinimiseks. Tema klaasist aparaadil, mida nimetatakse "Bee's", on suur kamber ja väiksem selle ühendatud kamber. Pärast mesilaste väljaõpet, et nad seostaksid konkreetse keemilise lõhna toidutasuga, näiteks suhkruga, vabastatakse putukad diagnostikavahendisse ava kaudu. Patsiendid puhuvad lihtsalt väiksemasse kambrisse ja ootavad, kas sülem koguneb inimese ähvardava olukorra poole.
Projekt, mis oli osa tema magistritööst Londoni Kuninglikus Kunstikoolis, algas 2007. aastal, kui Soares tegeles mesilaste ja nende fenomenaalsete haistmisvõimete uurimisega. Pärast vestlust selle ala teadlastega sai ta teada, et teatud haigused, näiteks kopsuvähk, muudavad kehavedelike koostist märgatavalt, tekitades lõhnavaid ühendeid, mis ilmnevad uriinis ja mõnikord ka veres. Mõned uurijad on isegi katsetanud nende "biomarkerite" jaoks mitmesuguseid sensoorseid meetodeid. Näiteks Philadelphias on teadlased koolitanud hiired kopsuvähi lõhna tuvastamiseks. Munasarjavähi nuusutamiseks on kasutatud ka väljaõppinud koeri. Teised on keskendunud nende loomade võimete kopeerimisele elektroonilistes ninaseadetes, mis on kalibreeritud nende biomarkerite korjamiseks, mis on inimese nina suhtes tuvastamatud.
Putukad pakuvad nende antennide tõttu imetajate ja elektroonika ees peamisi eeliseid. Näiteks on elektroonilistel ninaseadmetel keeruline lõhna tuvastada keerukamates tingimustes, näiteks siis, kui seal on suurem gaaside segu, nagu on inimese hingeõhus. Ja uuringud on näidanud, et nuusutajad tuvastavad lõhnad õigesti vaid umbes 71 protsenti ajast, nõudes samal ajal ka vähemalt kolmekuulist väljaõpet. Mesilased on seevastu saavutanud täpsusmäära 98 protsenti ja neid saab treenida umbes 10 minutiga.
„Mesilaste” väljatöötamisel vajas Portugali põliselanik midagi, mis võimaldaks kasutajal mesilased hõlpsasti instrumendi sisse transportida ja vaakumi abil ohutult tagasi imeda. Samuti pidi lähtematerjal olema piisavalt tempermalmist, et sellest saaks täpselt määratletud radadega süsteem, mis ei takista nende liikumist. Lõpuks asus ta materjali elastsuse ja läbipaistvuse tõttu klaasile. "Hingamistesti tulemuste teadmiseks peate nägema putukate käitumist, " ütleb naine. "Kõik sõltub nende käitumisest."
Prototüübid on läbinud välitesti ja kuigi see ei leidnud vähktõve juhtumeid, osutus see siiski diabeedi juhtumiks, mis hiljem kinnitati. On aga ebatõenäoline, et kontseptsioon ulatub kõike muud kui näituse uudishimu. Ehkki oli lühike periood, kus ta tundis end piisavalt ambitsioonikatena, et jõuda potentsiaalsete koostööpartneriteni, osutus see protsess nii aeganõudvaks ja viljatuks, et loobus lõpuks. Ainsad organisatsioonid, kes tundusid tema idee vastu isegi eemalt olevat olnud, oli käputäis heategevusorganisatsioone. Niisiis eksisteerib "Bee's" kui üks neist puhtalt akadeemilistest harjutustest, mis näitab, nagu ta ütleb, et inimestel on "sümbiootiline suhe" loodusega ja kuidas "tehnoloogia ja teadus saavad neid suhteid paremini edendada".
"Ma arvan, et maailmas on vaid neli laborit, kes uurivad haiguste skriinimiseks putukaid. See näitab teile, et läänemaailmas ei lähe see lähenemisviis kuigi hästi läbi, " ütleb Soares. "Meditsiini- ja tervishoiutehnoloogiad on suur äri ja lõppkokkuvõttes on see, et nad lihtsalt ei näe, kuidas midagi sellist võib olla kasumlik."
Georgia ülikooli põllumajandusprofessor Glen C. Rains nõustub suures osas, ehkki lisab, et lisaks majandusele on ka keerulisemaid teemasid. Entomoloog, aga ka litsentseeritud mesinik, on välja töötanud hulgaliselt väljakutseid, arendades samas välja herilasekoe nimega seade, mis kasutab lutikate esinemise tuvastamiseks viit herilast. Rainsi süsteem on pisut keerukam, kuna kasutab herilaste käitumise registreerimiseks kaamerat. Seejärel sisestatakse andmed tarkvarasse, mis analüüsib neid liikumisi, et teha kindlaks, kas vead tõepoolest need soovimatud külalised tõepoolest tuvastasid. Pärast enam kui kümme aastat kestnud arendustööd on Rains loonud partnerluse insenerifirmaga Bennett Aerospace, et täiustada tehnoloogiat suuremahuliste reaalsete rakenduste jaoks.
"Kogu idee on kindlasti midagi, mis inimestel põnev on, " ütleb ta. "Kuid kui olete uurinud, kuidas see toimiks või kuidas nad raha teenivad, pole ühtegi mudelit, kuidas seda tehtaks."
Ehkki elektrooniliste tehnoloogiate jaoks on olemas tõestatud turg, juhib Rains tähelepanu, et putukatel põhinevad haiguste sõeluuringusüsteemid vajavad eraldi infrastruktuuri, mida tööstuses osalejad pole vaevunud läbi mõtlema. Näiteks rajatised vajaksid viisi, kuidas tõhusalt hankida lõhnaproove koolituse jaoks ja ilmselt ka mesiniku kohapeal, kes putukaid hallata ja koolitada suudaks. Pärast mõnda positiivset tulemust hakkab putukate valmisolek kemikaali suhtes harjutada märkimisväärselt vähenema, kuna nad hakkavad silma, et suhkrurikas tasu neid teises otsas enam ei oota. Seega vajaksid laborilaboris vead pidevat ümberõpet kogu päeva jooksul. Ent julgustav on, et ta lisab, et vigade leidmine kliiniliseks otstarbeks pole pretsedenditu, kuna haavade puhastamiseks hammaste ja leoside kasutamine on hästi aktsepteeritud meditsiinipraktika.
Neile väljakutsetele vaatamata on Soares jätnud vähemalt tagaukse selliseks võimaluseks, kui keegi, kellel on sobivad ressursid, on nõus riskima. "Sellel on potentsiaal päästa nii palju elusid, " ütleb naine. "See võib olla isegi avatud lähtekoodiga kontseptsioon, nii et kõigile, kes tunnevad huvi, räägiksin meelsasti."
