Tutkijat hakkeroivat heinäsirkkojen aivot tunnistaakseen syöpäsolut hajun perusteella

Uusi tutkimus näyttiettä heinäsirkkojen aivot voivat auttaa havaitsemaan syövän merkkejä ihmisistä laboratorioympäristössä.

Ajatus eläinten käyttämisestä taudin havaitsemiseen ei ole uusi: palvelukoirat on koulutettu mukana olevat diabeetikot pystyvät seuraamaan omistajan verensokeritasoa ja jo parin viikon kuluttua koiran koulutus voi määrittääonko henkilö sairastunut koronavirukseen.

Kaikissa tapauksissa eläimet reagoivat kehon hajuun ja ihmisen hengitykseen. Tosiasia on, että luonnollisissa nesteissämme olevien kemikaalien koostumus voi vaihdella aineenvaihduksemme mukaan - mikä muuttuu sairastuessamme. Muutokset voivat olla useita osia triljoonaa kohden, eivätkä nykyaikaiset laitteet pysty tunnistamaan tätä - mutta eläimet ovat evoluution ansiosta oppineet tekemään tämän.

Mutta koiran kouluttaminen ja ylläpito on melko vaikeaa ja kallista – ja koiran nenän periaatteella toimivan laitteen luominen on äärimmäisen vaikeaa. Sitten Michiganin teknologisen yliopiston tutkijat päättivät hakkeroida eläimen aivot ymmärtääkseen paremmin, kuinka se kaikki toimii.

Heinäsirkat valittiin koekohteiksi, koska nämä hyönteiset ovat hyvin tutkittuja. Tutkijat paljastivat kirurgisesti elävän heinäsirkan aivot ja asettivat elektrodeja aivojen lohkoihin, jotka vastaanottavat signaaleja hyönteisten antenneista, joita he käyttävät haistaessaan.

He myös kasvattivat kolmea eri tyyppiä ihmisen suun syöpäsoluja sekä syöpää sisältämättömiä soluja. He käyttivät laitetta kaapatakseen kunkin solutyypin lähettämän kaasun ja toivat sen heinäsirkan antenneihin. Heinäsirkan aivot reagoivat eri tavalla jokaiseen signaaliin, niin paljon, että tutkijat pystyivät vain aivojen sähköisen toiminnan tallennuksen perusteella määrittämään tarkasti, mitä kaasua koehenkilö oli saanut.

Tämä on ensimmäinen kerta, kun elävän hyönteisen aivoja on käytetty syövän havaitsemiseen. Tarkan tuloksen saamiseksi on optimaalista käyttää 6-10 aivojen järjestelmää riittävän hermosolujen analysointiin, mutta kirjoittajat toivovat, että muiden elektrodien käyttö auttaa selviytymään vain yhdellä. He suunnittelevat myös heinäsirkan aivoja ja antenneja käyttävän kannettavan laitteen luomista, jota voidaan käyttää todellisten potilaiden diagnosointiin.

Mutta eettinen kysymys on edelleen avoin. Kun mehiläiset käyttää räjähteiden etsimiseen tämä ei vahingoita hyönteisiä, ja "työn" jälkeen ne vapautetaan luontoon. Heinäsirkoille osallistuminen tällaisiin kokeisiin on kuitenkin yksisuuntainen lippu, joka ei välttämättä sovi joillekin potilaille.

Tiedemiehet yrittävät kuitenkin myös selvittää, mitkä antennien reseptorit auttavat havaitsemaan syöpää, jotta ne voidaan kopioida laboratoriossa ja lopettaa oikeiden hyönteisten käyttö. Ehkä tulevaisuudessa on mahdollista luoda täysin keinotekoisia laitteita syövän nopeisiin hengitystesteihin.