Ученые научили кузнечиков обнаруживать взрывчатку

Барани Раман и его коллеги из Вашингтонского университета в Миссури использовали обонятельные чувства американского кузнечика, Schistocerca americana, для создания анализаторов биологических бомб, сообщает New Scientist.

У насекомых нейроны обонятельных рецепторов в их антеннах обнаруживают химические запахи в воздухе. В свою очередь, эти нейроны посылают электрические сигналы в часть мозга насекомого, известную как антеннальная доля. Каждая антенна кузнечика имеет приблизительно 50 тысяч таких нейронов.

Чтобы проверить способность обнаруживать бомбы кузнечиком, исследователи подала на его антенны пары различных взрывчатых материалов, включая пары тринитротолуола (ТНТ) и его предшественника 2,4-динитротолуола (ДНТ). В качестве контроля они использовали невзрывчатые вещества, такие как горячий воздух и бензальдегид, основной компонент в масле горького миндаля.

Вживив электроды в антеннальные доли кузнечиков, исследователи обнаружили, что различные группы нейронов активировались при воздействии взрывчатых веществ. Они проанализировали электрические сигналы и смогли отличить пары взрывчатых веществ от невзрывоопасных, а также друг от друга.

Кузнечиков оснастили крошечными, легкими сенсорными рюкзаками, которые способны записывать и передавать по беспроводной сети на компьютер электрическую активность своих антеннных долей практически мгновенно.

Кузнечики продолжали успешно обнаруживать взрывчатку до семи часов после того, как исследователи имплантировали электроды, прежде чем они устали и в конечном итоге умерли.

Процесс обездвижил кузнечиков, поэтому исследователи поместили их на колесную платформу с дистанционным управлением, чтобы проверить их способность обнаруживать взрывчатые вещества в разных местах. Кузнечики смогли определить, где была самая высокая концентрация взрывчатых веществ, когда команда переместила платформу в разные места.

Исследователи также проверили эффект объединения сенсорной информации от нескольких кузнечиков, учитывая, что в реальном мире химические вещества могут рассеиваться факторами окружающей среды, включая ветер.

Получение нейронной активности у семи кузнечиков дало в среднем точность обнаружения 80%, по сравнению с 60% для одного кузнечика.

Проект финансировался Управлением военно-морских исследований США, и исследователи считают, что кузнечиков можно использовать в целях внутренней безопасности.

Иллюстративное фото: twitter.com/i/events