לחרקים מסוימים, כמו דבורים, יש חוש ריח כל כך רגיש עד שהם יכולים לאתר את ריחותיו הקלושים ביותר בחדר, גם אם הוא מורכב ממולקולות בודדות בלבד. אבל מדענים מסתקרנים במיוחד מהעובדה שאפשר אפילו ללמד באגים אלה לאתר כימיקלים שונים, החל מתמתמטינים ועד רכיבים בחומרי נפץ. הוכח אפילו שהם מאבחנים ביעילות מחלות כמו שחפת וסוכרת.
תוכן קשור
- דבורי הדבורים יכולות לעוף לאוויר דק
מעצבת המוצרים מבריטניה סוזנה סוארס יצרה דרך פשוטה ואלגנטית לרתום דבורים למסך למספר מחלות, כולל סרטן, כמו גידולי ריאות ושחלות. מנגנון הזכוכית שלה, שנקרא "דבורה", כולל תא גדול ותא קטן יותר מחובר בתוכו. לאחר אימונים של הדבורים לקשר ריח כימי ספציפי לפרס מזון, כמו סוכר, החרקים משוחררים למכשיר האבחון דרך פתח. המטופלים פשוט ינפחו לתא הקטן יותר והמתינו לראות אם נחיל מתאסף לעבר משהו מדאיג בנשימתו של האדם.
הפרויקט, חלק מתזה לתואר שני במכללה המלכותית לאמנות בלונדון, החל בשנת 2007 כאשר סוארס נתקל במחקר על דבורים וביכולות הריח הפנומנליות שלהם. לאחר שדיברה עם חוקרים בתחום, נודע לה כי מחלות מסוימות, כמו סרטן ריאות, משנות באופן בולט את הרכב הנוזלים הגופניים ומייצרות תרכובות ריחניות המופיעות בשתן ולעיתים בדם. כמה חוקרים אף התנסו בשיטות חישה שונות להשגת "סמנים ביולוגיים" אלה. בפילדלפיה, למשל, מדענים אילפו עכברים לזהות את הריח של סרטן הריאות. כלבים מאומנים שימשו גם לרחרחת סרטן שחלות. אחרים התמקדו בשכפול יכולותיהם של בעלי חיים במכשירי אף אלקטרוניים המכוילים כדי לאסוף סמנים ביולוגיים אלה שלא ניתן להבחין בהם באף האנושי.
חרקים מציעים יתרונות מרכזיים על פני יונקים ואלקטרוניקה, בגלל האנטנות שלהם. לדוגמה, מכשירי אף אלקטרוניים מתקשים לאתר ריח בין תנאים מורכבים יותר, כמו כאשר יש תערובת גזים גדולה יותר, כפי שנמצא בנשימה אנושית. ומחקרים גילו כי כלבים מרחרחים מזהים ריחות בצורה נכונה רק כ 71 אחוז מהזמן, תוך שהם דורשים הכשרה של לפחות שלושה חודשים. לעומת זאת, הדבורים השיגו שיעור דיוק של 98 אחוז וניתן לאמן אותן בערך 10 דקות.
בפיתוח "דבורים", היליד הפורטוגלי היה זקוק למשהו שאפשר למשתמש להעביר דבורים בקלות למכשיר ולמצוץ אותן בבטחה בחזרה באמצעות ואקום. חומר המקור היה צריך להיות מספיק סחיר כדי להיווצר למערכת עם נתיבים מוגדרים היטב שאינם מעכבים את תנועתם. בסופו של דבר היא התיישבה על זכוכית כחומר בגלל הגמישות והשקיפות שלה. "כדי לדעת את תוצאות בדיקת הנשימה, היית צריך לראות את התנהגותם של החרקים", היא אומרת, "הכל קשור להתנהגותם."
אבות-טיפוס עברו בדיקות שדה, ולמרות שהיא לא מצאה מקרים של סרטן, היא העלתה מקרה של סוכרת שאושר בהמשך. עם זאת, לא סביר שהקונספט יסתכם בכל מה שמעבר לסקרנות בתערוכה. אמנם הייתה תקופה קצרה בה היא חשה שאפתנית מספיק כדי לפנות אל משתפי פעולה פוטנציאליים, אך התהליך הוכיח כל כך הרבה זמן ולא פרודני עד שבסופו של דבר ויתרה. הארגונים היחידים שנראו אפילו מתעניינים מרחוק ברעיון שלה היו קומץ של ארגוני צדקה. אז נכון לעכשיו, "הדבורה" קיימת כאחד מאותם התרגילים האקדמיים גרידא להראות, כהגדרתה, את "הקשר הסימביוטי" שיש לבני אדם עם הטבע וכיצד "טכנולוגיה ומדע יכולים לטפח טוב יותר מערכות יחסים אלה."
"אני חושב שיש רק ארבע מעבדות בעולם המחקרות אחר חרקים לצורך בדיקת מחלות, מה שמראה לך שהגישה הזו לא עוברת טוב בעולם המערבי, " אומרת סוארס. "טכנולוגיות רפואיות ובריאות הן עסק גדול, ובשורה התחתונה הם פשוט לא רואים איך משהו כזה יכול להיות רווחי."
גלן סי ריינז, פרופסור לחקלאות באוניברסיטת ג'ורג'יה, מסכים במידה רבה, אם כי הוא מוסיף שיש סוגיות מורכבות יותר מלבד כלכלה. האנטומולוג, כמו גם כוורן מורשה, התמודד עם אתגרים רבים תוך פיתוח מכשיר דומה שנקרא "כלב הצרעה", המשתמש בקבוצה של חמישה צרעות כדי לאתר נוכחות של פשפשים. מערכת Rains מעט מורחבת יותר בכך שהיא משתמשת במצלמה כדי לתעד את התנהגות הצרעות. לאחר מכן הנתונים מועברים לתוכנה המנתחת תנועות אלה כדי לקבוע אם הבאגים אכן גילו את האורחים הלא רצויים האלה. לאחר למעלה מעשור של פיתוח, ריינז יצרה שותפות עם בנט תעופה וחלל, חברת הנדסה, כדי לשפר את הטכנולוגיה ליישומים אמיתיים בהיקפים גדולים.
"הרעיון כולו הוא בהחלט משהו שאנשים מרתקים", הוא אומר. "אבל ברגע שאתה מסתבר איך זה היה עובד או איך הם מרוויחים כסף, אין שום מודל לאיך זה ייעשה."
בעוד שקיים שוק מנוסה ואמיתי לטכנולוגיות אלקטרוניות, ריינס מציין כי מערכות סינון מחלות המבוססות על חרקים דורשות תשתית נפרדת ששחקני התעשייה לא טרחו לחשוב עליהם. מתקנים, למשל, יזדקקו לדרך להשיג יעילות דגימות ריח לאימונים, וכמובן, כוורן באתר שיכול לנהל ולהכשיר את החרקים. לאחר מספר תוצאות חיוביות, נכונותם של החרקים לזמזום לכימיקלים מתחילה להצטמצם באופן משמעותי, כשהם מתחילים להדביק את העובדה שפרס ממותק כבר לא מחכה להם בקצה השני. כך, במסגרת מעבדה, באגים יזדקקו להסבה מתמדת לאורך כל היום. אבל מה שמעודד, הוא מוסיף, כי גיוס החרקים למטרות קליניות אינו חסר תקדים, כאשר השימוש באגסות ורסיסים לניקוי פצעים הוא נוהג רפואי מקובל.
למרות האתגרים הללו, סוארס השאירה לפחות את הדלת האחורית פתוחה לאפשרות כזו, אם מישהו עם המשאבים הנכונים מוכן לקחת סיכון. "יש לזה פוטנציאל להציל כל כך הרבה חיים", היא אומרת. "זה יכול אפילו להיות מושג קוד פתוח, ולכן לכל מי שמעוניין, אשמח לדבר."
