Explorar as características até de formas de vida complexas para superar os limites humanos sempre foi uma prática em uso. Canárias nas minas. Porcos para trufas. Cães de caça e drogas. Até água-viva. A próxima fase (com todas as suas limitações éticas) é ainda mais invasiva.
Estamos nos aproximando de uma era, por exemplo, em que um gafanhoto ciborgue será controlado para farejar bombas e explosivos. Ainda poucos problemas técnicos a serem superados e seu uso passará do campo da ficção científica para o da realidade.
Cyborg Locust: as questões ainda em aberto e as respostas às pesquisas atuais
Existe uma maneira de direcionar o gafanhoto ciborgue e "dizer" a ela onde cheirar? SIM.
E como os gafanhotos (ainda) não podem falar, existe uma maneira de ler o cérebro desses insetos e saber o que eles estão cheirando? SIM.
Afinal, os gafanhotos podem sentir o cheiro de explosivos? Ainda sim.
A resposta às duas primeiras perguntas vem de pesquisas anteriores da Washington University. Eu falei sobre isso aqui. A pesquisa mostrou a habilidade de controlar gafanhotos e a habilidade de ler seus cérebros, por assim dizer, para discernir o que eles estão cheirando.
A resposta à terceira pergunta vem hoje, graças a novas pesquisas da McKelvey School of Engineering.
Sequestrar um gafanhoto
Em um teste preliminar publicado online em 6 de agosto na revista Biosensors and Bioelectronics: X, os pesquisadores mostraram como eles foram capazes de sequestrar o sistema olfativo de um gafanhoto para detectar e discriminar entre diferentes cheiros explosivos, tudo dentro de algumas centenas de milissegundos de exposição.
A equipe também foi capaz de otimizar um sistema de detecção biorobótica desenvolvido anteriormente. Um sistema capaz de detectar os neurônios do gafanhoto ciborgue e transmitir essas informações para codificar os cheiros que os gafanhotos estavam percebendo.
"Não sabíamos se eles seriam capazes de cheirar ou detectar os explosivos porque eles não têm significado ecológico significativo", diz ele. Barani Raman, professor de engenharia biomédica. "Era possível que eles não se importassem com nenhum dos sinais que eram significativos para nós neste caso em particular."
Como entender o nariz do gafanhoto ciborgue
Il trabalho anterior no laboratório de Raman levou a uma descoberta: o sistema olfativo dos gafanhotos poderia ser decodificado como uma operação lógica "e/ou". Isso permitiu que os pesquisadores determinassem o que um gafanhoto ciborgue "cheira" em diferentes contextos.
Alguns vapores explosivos foram liberados através de um buraco em uma caixa em que o gafanhoto estava, colocada em um pequeno veículo. Enquanto o gafanhoto era empurrado e cheirava em diferentes concentrações de vapores, os pesquisadores estudaram sua atividade cerebral relacionada ao odor.
Com esse método, os pesquisadores conseguiram catalogar as reações dos gafanhotos à exposição aos vapores de TNT, DNT e nitrato de amônio, o composto infelizmente ganhou as manchetes devido ao devastador e recente desastre de Beirute. "Surpreendentemente", disse Raman, "podemos ver claramente os neurônios respondendo de maneira diferente a vários explosivos".
Com esses dados, a equipe construiu um verdadeiro "dicionário" olfativo de explosivos para o gafanhoto ciborgue.
Se um único gafanhoto pode detectar e localizar um odor disperso em um ambiente complexo, um enxame pode se sair ainda melhor. A equipe de pesquisa conduziu experimentos específicos e determinou que "usar mais organismos levaria a uma detecção mais eficiente de vários produtos químicos".
Uma vez estabelecido que os gafanhotos podem detectar e discriminar entre diferentes explosivos, a parte mais difícil: procurar uma bomba. Para procurar uma bomba, um gafanhoto teria que saber de que direção vinha o cheiro.
Fase dois do experimento
Sabe quando você está perto do bar e o cheiro de café é mais forte, enquanto quando você está mais longe, você sente menos? Olha Você aqui. Isso é aproximadamente o que os cientistas estão tentando avaliar no gafanhoto ciborgue.
Os vapores explosivos, como você sabe, foram liberados por um buraco na caixa onde o gafanhoto estava em um pequeno veículo. À medida que o gafanhoto era empurrado, o "mapa" de cheiros também levava em conta as diferenças de distância e concentração.
O próximo passo foi otimizar o sistema para a transmissão da atividade cerebral dos gafanhotos.
A equipe Shantanu Chakrabartty e Srikanth Singamaneni focado na amplitude da experiência olfativa. Chegando para codificar perfeitamente cada odor em 500 milissegundos.
"Agora podemos implantar os eletrodos e transportar os gafanhotos para cenários da vida real", disse Raman.
