Нов невроинтерфейс използва мозъците на животните, за да разпознава всякакви миризми

Типичното служебно куче може да бъде обучено да открива само един клас миризми – то може да търси или експлозиви, или наркотици. Но не и двете едновременно. Обучението на куче за търсене на определена миризма отнема от шест месеца до една година и струва десетки хиляди долари. След това обученото животно може да работи ефективно средно 5 години. Базираният във Флорида стартъп Canaery създава решение, което ще даде възможност на всяко куче с помощта на невротехнология без специално обучение да го превърне в инструмент за разпознаване на стотици миризми – от всякакви експлозиви и цялата гама лекарства до болести и токсини.

Canaery е разработила прототип на невронен интерфейс за връзка между носа-компютър за плъхове, като все още се подготвя версия и за кучета. В един от видеоклиповете, предоставени от стартъпа, учените използват специална пръчка, за да уловят проби от въздуха от съдове, съдържащи различни миризми. Тези молекули се прехвърлят в контейнер, в който се намира плъх с имплантиран интерфейс. След няколко секунди на екрана на смартфон се появява информация за това коя миризма е била разпозната и в каква концентрация.

Устройството вече може да разпознава вещества като амоняк, метамфетамин, кокаин и фентанил. В бъдеще подобна система ще помага за откриването не само на наркотици и експлозиви, но и на опасни инфекции като коронавирус и дори на ранни стадии на заболявания като рак и болестта на Паркинсон.

За обучението на невронната мрежа кучетата или други животни ще бъдат подложени на въздействието на едни и същи миризми в максимум три подхода. Системата автоматично запомня сигналите от обонятелните рецептори и ги свързва с конкретните молекули, след което е готова да разпознае тази миризма в реални условия. Понастоящем прототипът на четеца, който се имплантира в областта на обонятелната луковица (специална област на мозъка, отговорна за разпознаването на миризмите), е оборудван със 128 електрода. Към днешен ден инженерите и учените създават неговата нова версия, която ще разполага със 767 електрода, което значително ще повиши точността на разчитане на сигналите.

За разлика от традиционните „електронни носове“, които могат да разпознават само няколко вида миризми, този интерфейс използва уникалните способности на животните. Системата взема предвид физиологията на обонянието и следователно може да открива много по-широк спектър от миризми и да прави заключения с висока точност въз основа на анализ на данните.

Технологията има потенциала да промени начина, по който търсим различните вещества, както и да помогне за диагностицирането на заболявания и опазването на околната среда. Тя би могла да се използва и за проверка на хора за опасни вещества на летищата, стадионите, училищата и други многолюдни места. Експертите виждат потенциал и в откриването на инвазивни видове, замърсители и дори за диагностициране на някои заболявания.

Инсталирането на такова устройство обаче изисква хирургическа намеса. В случая с плъховете това се извършва с минимални рискове и досега не са забелязани сериозни странични ефекти. Поставянето на интерфейса в мозъка на кучето обаче е по-трудно. Компанията работи за това процесът да бъде възможно най-безопасен и безболезнен.

Въвеждането на тази технология в ежедневната практика ще изисква допълнителни изследвания, както и внимателна оценка на възможните рискове за здравето на животните. Въпреки това експертите са уверени, че ако технологията продължи да се развива в тази посока, тя ще може значително да подобри ефективността на откриването на опасните вещества и болестите.