Si desea mejorar una langosta para usarla como un error detector de bombas, hay algunos desafíos técnicos que deben resolverse antes de enviarla al campo.
¿Hay alguna forma de dirigir a la langosta, de decirle a dónde ir para olfatear? Y debido a que las langostas no pueden hablar todavía, ¿hay alguna forma de leer el cerebro de estos bichos cyborg para saber qué?están oliendo?
Para el caso, ¿pueden las langostas incluso oler explosivos?
Sí y sí a las dos primeras preguntas. Investigaciones anteriores de la Universidad de Washington en St. Louis han demostrado tanto la capacidad de controlar las langostas como la capacidad de leer sus cerebros, por así decirlo, para discernir qué es lo que están oliendo.Y ahora, gracias a una nueva investigación de la Escuela de Ingeniería McKelvey, se ha resuelto la tercera pregunta.
La respuesta, nuevamente: 'sí'
En una prueba preliminar publicada en línea el 6 de agosto en la revista Biosensores y bioelectrónica: X , los investigadores mostraron cómo fueron capaces de secuestrar el sistema olfativo de una langosta para detectar y discriminar entre diferentes aromas explosivos, todo dentro de unos pocos cientos de milisegundos de exposición.
También pudieron optimizar un sistema de detección biorobótico desarrollado previamente que podría detectar las neuronas de disparo de las langostas y transmitir esa información de una manera que les dijera a los investigadores sobre los olores que las langostas estaban sintiendo.
"No sabíamos si serían capaces de oler o identificar los explosivos porque no tienen ningún significado ecológico significativo", dijo Barani Raman, profesor de ingeniería biomédica. "Era posible que no lo hicieran.preocuparse por cualquiera de las señales que fueron significativas para nosotros en este caso en particular ".
El trabajo anterior en el laboratorio de Raman condujo al descubrimiento de que el sistema olfativo de la langosta podía decodificarse como una operación lógica de 'o-de-y'. Esto permitió a los investigadores determinar qué olía una langosta en diferentes contextos.
Con este conocimiento, los investigadores pudieron buscar patrones similares cuando expusieron langostas a vapores de TNT, DNT, RDX, PETN y nitrato de amonio, un conjunto de explosivos químicamente diverso. "Lo más sorprendente", dijo Raman.pudimos ver claramente que las neuronas respondían de manera diferente a TNT y DNT, así como a estos otros vapores químicos explosivos ".
Con ese dato crucial, Raman dijo: "Estábamos listos para comenzar a trabajar. Estábamos optimizados".
Ahora sabían que las langostas podían detectar y discriminar entre diferentes explosivos, pero para buscar una bomba, una langosta tendría que saber de qué dirección emanaba el olor. Entrar en la "caja de olores y móvil de langostas".
"¿Sabes que cuando estás cerca de la cafetería, el olor a café es más fuerte, y cuando estás más lejos, lo hueles menos? Eso es lo que estábamos viendo", dijo Raman. Los vapores explosivos se inyectarona través de un agujero en la caja donde la langosta se sentó en un vehículo diminuto. Mientras la langosta era conducida y olía diferentes concentraciones de vapores, los investigadores estudiaron su actividad cerebral relacionada con el olor.
Las señales en el cerebro de los insectos reflejaron esas diferencias en la concentración de vapor.
El siguiente paso fue optimizar el sistema para transmitir la actividad cerebral de las langostas. El equipo, que incluía a Shantanu Chakrabartty, profesor de Clifford W. Murphy en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Sistemas de Preston M. Green, y Srikanth Singamaneni, elLilyan & E. Lisle Hughes, profesora del Departamento de Ingeniería Mecánica y Ciencia de los Materiales, centraron la amplitud de su experiencia en la diminuta langosta.
Para hacer el mínimo daño a las langostas y mantenerlas estables para registrar con precisión su actividad neuronal, el equipo ideó un nuevo procedimiento quirúrgico para colocar electrodos que no obstaculizaran el movimiento de las langostas.Con su nueva instrumentación en su lugar, la actividad neuronal de una langosta expuesta a un olor explosivo se resolvió en un patrón específico de olor discernible en 500 milisegundos.
"Ahora podemos implantar los electrodos, sellar las langostas y transportarlas a entornos móviles", dijo Raman. Un día, ese entorno podría ser uno en el que Seguridad Nacional esté buscando explosivos.
La idea no es tan extraña como podría parecer a primera vista, dijo Raman.
"Esto no es tan diferente de los viejos tiempos, cuando los mineros del carbón usaban canarios", dijo. "La gente usa cerdos para encontrar trufas. Es un enfoque similar, usando un organismo biológico, esto es solo un poco mássofisticado."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Original escrito por Brandie Jefferson. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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