ما الذي يمكن أن رائحة ذبابة الفاكهة؟

وتفاجأ علماء الأعصاب عندما وجدوا أن "أنف" ذباب الفاكهة يمكنه اكتشاف روائح المخدرات والمتفجرات، تماما مثل روائح طعامهم المفضل.

بواسطة: أوفير ماروم

وتفاجأ علماء الأعصاب عندما وجدوا أن "أنف" ذباب الفاكهة يمكنه اكتشاف روائح المخدرات والمتفجرات، تماما مثل روائح طعامهم المفضل.

وتسعى "الأنوف" الإلكترونية إلى تقليد حاسة الشم المتطورة لدى الحيوانات، والقادرة على تصنيف مخاليط معقدة من المواد الموجودة في الهواء إلى فئات مهمة. تحتوي الأنوف الإلكترونية المتوفرة تجاريًا اليوم على ما بين 18 إلى 2 مستشعرًا (معظمها مستشعرات لأكسيد المعدن) مدمجة فيها، في حين أن معظم الحشرات لديها ما بين 300 إلى 50 مستشعر بيولوجي، والتي يمكن أن تعمل بدقة ميلي ثانية - أسرع بما يصل إلى 1,000 مرة من أكسيد المعدن. أجهزة الاستشعار.

تسمح حاسة الشم المتطورة لدى ذبابة الفاكهة بالتنقل عبر الفضاء والوصول إلى مصدر طعامها المفضل من مسافة بعيدة. ولكن هل يستطيع أن يتعرف بنفس الدقة على المواد التي ليست "مثيرة للاهتمام" بالنسبة له؟ كجزء من دراسة أجريت في جامعة ساسكس، قام الباحثون بتوثيق كيفية تفاعل 20 نوعًا مختلفًا من المستقبلات الشمية، والتي تعد جزءًا من الجهاز الشمي لذبابة الفاكهة، عندما تعرضوا لحوالي 36 مادة كيميائية مرتبطة بالنبيذ (الروائح المميزة للنبيذ). الفاكهة المخمرة، وهي جزء كبير من النظام الغذائي لذبابة الفاكهة) و35 مادة كيميائية مرتبطة بالمواد الصناعية الخطرة.

قام الباحثون بقياس الاستجابة الكهربائية من الخلايا العصبية لذبابة الفاكهة لمعرفة أي المواد الكيميائية أثارت أقوى استجابة. ثم استخدم الباحثون برامج كمبيوتر لمحاكاة الجزء من دماغ الذبابة المستخدم للكشف، لإظهار أن الاستجابات الملتقطة تحتوي على معلومات كافية للكشف عن الروائح. تم تحقيق أفضل دقة في تحديد المواد عند استخدام جميع المستقبلات العشرين؛ ومع ذلك، باستخدام 20 أو 10 مستقبلًا فقط، كان من الممكن الحصول على تعريف صحيح للمادة الكيميائية التي تم اختبارها في حوالي 11٪ من المرات. ومن الواضح أن هذه المواد الصناعية ليست ضرورية لبقاء ذبابة الفاكهة على قيد الحياة، لذلك يمكن الافتراض أن نظامها الشمي لم يتطور بشكل خاص لاكتشافها. ومع ذلك، وخلافًا لتوقعات الباحثين، وباستخدام مستقبلات الرائحة لدى ذبابة الفاكهة، أمكن أيضًا التعرف على المواد الصناعية بدقة كبيرة.

الهدف طويل المدى للبحث هو "إعادة إنشاء" أنوف الحيوانات للتطبيقات التقنية مثل: الكشف عن المتفجرات والأسلحة الكيميائية والمخدرات والأطعمة الفاسدة ومجموعة واسعة من السيناريوهات الأخرى التي تتطلب قياس الجزيئات الصغيرة في الهواء. ومع ذلك، وفقا للباحثين، فإن إعادة إنتاج الأنف بأكمله سيكون معقدا للغاية. ومن الأرجح أنه سيكون من الممكن إنتاج جهاز به عدد محدود من أجهزة الاستشعار. تشير نتائج البحث إلى أن جهاز الاستشعار الذي يعتمد على حوالي عشرة أنواع من المستقبلات يمكن أن يعمل أيضًا (من حوالي 42 نوعًا مختلفًا في ذبابة الفاكهة أو من عدة مئات في الكلاب) وتشير نتائج البحث أيضًا إلى أنواع أجهزة الاستشعار الأكثر احتمالاً. لتكون مناسبة لهذا.