https://frosthead.com

ミツバチはがんを嗅ぎ取るように訓練できるか?

ミツバチなどの一部の昆虫は、非常に鋭敏な匂いの感覚を持っているため、わずかな分子で構成されていても、部屋の中で最も臭いの少ない場所を見つけることができます。 しかし、科学者はこれらのバグがメタンフェタミンから爆発物の成分までさまざまな化学物質を検出するように教えられることさえあるという事実に特に興味を持っています。 彼らは結核や糖尿病などの病気を効果的に診断することさえ示されています。

関連性のあるコンテンツ

  • マルハナバチは薄い空気に飛び込むことができる

英国に本拠を置く製品デザイナーのスサナ・ソアレスは、肺や卵巣の腫瘍などの癌を含む多くの病気をスクリーニングするために、ミツバチを利用するシンプルでエレガントな方法を作成しました。 「Bee's」と呼ばれる彼女のガラス器具は、大きなチャンバーと、その中に収容された小さな連結チャンバーを特徴としています。 ミツバチを訓練して、特定の化学的臭気を砂糖などの食物の報酬に関連付けると、昆虫は開口部から診断装置に放出されます。 患者は単純に小さなコンパートメントに息を吹き込み、人の呼吸の中で驚くべき何かに向かって群れが集まるかどうかを待ちます。

ロンドンのロイヤルカレッジオブアートの修士論文の一部であるプロジェクトは、2007年にSoaresがミツバチとその驚異的な嗅覚能力に関する研究に出会ったときに始まりました。 この分野の研究者と話をした後、彼女は肺癌などの特定の病気が体液の組成を著しく変化させ、尿や時には血液に現れる臭い化合物を生成することを知りました。 一部の研究者たちは、これらの「バイオマーカー」を理解するために、さまざまな感覚的手法を試しています。 たとえば、フィラデルフィアでは、科学者がマウスを訓練して肺癌の香りを特定しています。 訓練された犬は、卵巣癌を嗅ぐためにも使用されています。 他の人は、人間の鼻では検出できないこれらのバイオマーカーを拾うように調整された電子鼻装置で、これらの動物の能力を複製することに焦点を合わせています。

昆虫は、アンテナがあるため、哺乳類や電子機器よりも重要な利点があります。 たとえば、電子鼻装置は、人間の呼吸で見られるような、より多くのガスの混合がある場合など、より複雑な条件の中で臭気を検出するのに問題があります。 また、調査では、スニファー犬が臭気を正確に認識する確率は約71%であり、少なくとも3か月の訓練が必要であることが明らかになっています。 対照的に、ミツバチは98%の正解率を達成しており、約10分で訓練できます。

「Bee's」を開発するにあたり、ポルトガル人は、ユーザーが簡単にミツバチを楽器に持ち込み、真空を使用して安全に吸引できるものを必要としていました。 また、ソース素材は、動きを妨げない明確に定義された経路を持つシステムに形作るのに十分な順応性がなければなりませんでした。 彼女はその柔軟性と透明性のため、最終的に材料としてガラスに落ち着きました。 「呼吸テストの結果を知るには、昆虫の行動を見なければなりません。すべてが昆虫の行動に関するものです」と彼女は言います。

プロトタイプは実地試験を受けており、癌の事例は見つかりませんでしたが、後に確認された糖尿病の症例が判明しました。 ただし、コンセプトが展示の好奇心を超えたものになるとは考えられません。 彼女は潜在的な協力者に手を差し伸べるのに十分な野心を感じた短い期間がありましたが、プロセスは非常に時間がかかり、実りのないものであり、最終的にあきらめました。 彼女の考えに少しでも興味を持っているように思われた唯一の組織は、少数の慈善団体でした。 だから、今のところ、「ビー」は、人間が自然と持っている「共生関係」と「テクノロジーと科学がこれらの関係をよりよく育てる方法」を示すための純粋に学術的な演習の一つとして存在している。

「病気のスクリーニングのために昆虫の研究をしている研究室は世界に4つしかないと思います。これは、このアプローチが西洋の世界ではうまくいかないことを示しています」とSoares氏は言います。 「医療技術と医療技術は大企業であり、最終結果は、このようなものがどのように利益をもたらすかを見ないことです。」

ジョージア大学の農業教授であるグレン・C・レインズは、主に同意しますが、経済学以外にもより複雑な問題があると付け加えています。 昆虫学者と認可された養蜂家は、ナンキンムシの存在を検出するために5匹のスズメバチのバッチを使用するWasp Houndと呼ばれる同様のデバイスを開発しながら、多くの課題に対処しました。 Rainsのシステムは、カメラを使用してスズメバチの行動を記録するという点で、もう少し複雑です。 データは、これらの動きを分析するソフトウェアに送られ、バグが実際にこれらの不要なゲストを実際に検出したかどうかを判断します。 10年以上にわたる開発の後、Rainsはエンジニアリング会社であるBennett Aerospaceとパートナーシップを結び、大規模な実際のアプリケーション向けにテクノロジーを改良しました。

「全体の概念は間違いなく人々が魅力的に感じるものです」と彼は言います。 「しかし、いったんそれがどのように機能するか、または彼らがどのようにお金を稼ぐかに入ると、それがどのように行われるかについてのモデルはありません。」

電子技術には実証済みの市場がありますが、Rainsは、昆虫に基づいた疾病スクリーニングシステムには、業界のプレーヤーが考え抜いたことのない別個のインフラストラクチャが必要であると指摘しています。 たとえば、施設には、トレーニング用の臭気サンプルを効率的に取得する方法と、明らかに、昆虫を管理およびトレーニングできる現場の養蜂家が必要です。 いくつかの肯定的な結果の後、昆虫が反対側で甘い報酬がもはや彼らを待っていないという事実に追いつき始めるにつれて、昆虫の化学物質に対するバズへの意欲は著しく減少し始めます。 したがって、ラボの設定では、バグは1日を通して一定の再トレーニングが必要になります。 しかし、有望なのは、臨床目的でのバグの登録が前例のないことではなく、うじ虫と浸出液を使用して傷をきれいにすることは広く受け入れられている医療行為であるということです。

これらの課題にもかかわらず、Soaresは、適切なリソースを持っている人がリスクを冒す意思がある場合、少なくともバックドアをそのような可能性に開放したままにしました。 「それは非常に多くの命を救う可能性を秘めています」と彼女は言います。 「それはオープンソースの概念でさえあるかもしれないので、興味のある人なら誰でも話をしたいです。」

ミツバチはがんを嗅ぎ取るように訓練できるか?