Start-up InsectSense и Wageningen Bioveterinary Research научили пчел вытягивать язык, когда они чувствуют запах коронавируса. Коронавирус, как и другие заболевания, вызывает метаболические изменения в организме, вызывающие запах. Пчел можно обучить за считанные минуты распознавать запах образцов, инфицированных SARS-CoV-2.

Пчелы могут обнаруживать летучие вещества с чувствительностью в триллионных долях. Например, они находят цветок в нескольких километрах от них. Пчелы, как и собаки, могут научиться обнаруживать летучие вещества и запахи, но всего за несколько минут тренировки.

Награда за сахарную воду

Пчелы были обучены обнаруживать образцы, инфицированные SARS-CoV-2, методом Павловского кондиционирования. Каждый раз, когда пчелы подвергались воздействию запаха зараженного образца, они получали награду водным раствором сахара. Пчелы вытянули языки, чтобы собрать водный раствор сахара. Повторяя это действие несколько раз, пчелы связали сахарную награду с запахом как стимулом. Благодаря этому повторяющемуся условию достаточно скоро пчелы начали высовывать язык только для запаха, без какого-либо вознаграждения в качестве последующей меры. Дрессированная пчела может обнаружить зараженный образец за несколько секунд.

Это исследование было проведено с более чем 150 пчелами в лаборатории биобезопасности Wageningen Bioveterinary Research с различными настройками обучения для определения наиболее оптимального протокола обучения. Образцы, использованные в первых экспериментах, были собраны у здоровых норок и норок, инфицированных SARS-CoV-2. В экспериментах с образцами норки несколько пчел показали очень хорошие результаты и смогли отличить инфицированные образцы от образцов здоровых животных с очень низким количеством ложноположительных и ложноотрицательных результатов. Аналогичные отличные результаты были достигнуты и в более поздних экспериментах с образцами человека.

В этом проекте ученые из Лаборатории энтомологии Университета Вагенингена и Университета Поля Сабатье в Тулузе (Франция) поддержали стартап своими научными советами.

 

Масштабирование BeeSense

Следующим шагом будет работа над масштабируемостью этого подхода. Пчелы доступны во всем мире, поэтому единственное, что нужно людям, - это машина для обучения пчел. InsectSense уже разработал прототипы машины, которая может автоматически обучать несколько пчел одновременно, и биосенсор, который использует обученных пчел для диагностики. Эта технология, «BeeSense», может быть очень эффективной диагностической системой для стран с низкими доходами, которые сталкиваются с проблемами в доступе к инфраструктуре и высокотехнологичным технологиям.

Биочип и машинное обучение

Помимо этой технологии, InsectSense в настоящее время также работает с учеными из Университета Вагенингена и исследованием «технологии LumiNose», биочипа, в котором используются гены насекомых, которые можно применять для точного обнаружения летучих веществ. Эта технология дополнительно интегрирована с технологией машинного обучения для снятия отпечатков пальцев с летучих веществ. Эта технология будет тестироваться быстро и будет неинвазивной, рентабельной и высокоточной, и даже сможет распознать серьезность заболевания.

Источник:

https://www.wur.nl/en/news-wur/Show/Training-bees-to-smell-the-coronavirus.htm