蜜蜂可以检测到实验室中肺癌的微妙气味,也能检测到从患者呼吸中飘出的微弱疾病气味。
昆虫的嗅觉是非常灵敏的,人们早就知道,蜜蜂能够追踪几百米之外的花香去采蜜。
受昆虫灵敏的嗅觉能力启发,科学家将活体蜜蜂的大脑连接到电极上,将不同的气味传递到昆虫的触角下,然后记录它们的大脑信号。
美国密歇根州立大学的神经工程师 Debajit Saha 说:“蜜蜂对化学物质的反应非常清晰可辨,就像白天和黑夜一样。”
近日,研究者在《生物传感器和生物电子学》杂志上报告称,不同的气味会引发蜜蜂大脑的特定脑活动,而这一活动是固定且可重复的,就好像气味在蜜蜂大脑里留下的“指纹”。
动物感官可以嗅出疾病的想法并不新鲜;1989 年,医生报告了一例边境牧羊犬和杜宾犬嗅出主人黑色素瘤的病例。
狗需要经过学习和训练才能完成嗅探疾病的工作,但蜜蜂似乎学不会“坐下”或者“趴下”之类的行为。
因此,科学家决定直接**“黑”进蜜蜂的大脑**,在蜜蜂大脑里直接植入电极,然后尝试让蜜蜂接触不同的气味分子,并进一步通过电极记录蜜蜂大脑的活动。
将健康人呼出的气体和肺癌患者呼出的气体喷向实验蜜蜂后,科学家发现它们的大脑负责嗅觉的部分会出现完全不同的电生理反应。
因此,实验人员仅凭观察蜜蜂的脑电图,就能成功判断出蜜蜂刚刚闻到的是健康人的呼气还是肺癌病人的呼气,正确率可达93%。
另外,研究者还收集了实验室培养的肺细胞上方的空气,包括健康肺细胞和肺癌细胞。实验发现,蜜蜂完全能够区分这两种不同的空气样本。
该方法的优点是工作非常快,只要一闻到就会出结果,不需要等待数小时甚至几天的实验室化验。
但是缺点也很明显,那就是蜜蜂也会累。几个小时之后,蜜蜂的大脑健康就会衰退,反应也会变得不稳定。
科学家表示,生物普遍具有区分非常相似的混合物的能力,这是任何工程传感器无法做到的。