ملخ‌های جهش یافته برای کشف بمب وارد میدان‌های نبرد می‌شوند!

شهر خبر/ دانشمندان با موفقيت توانسته‌اند مغز ملخ‌ها را دستکاري کنند و توانايي آن‌ها در تشخيص انواع مختلف بوها را در اختيار بگيرند. اين ملخ‌هاي سايبورگ حالا مي‌توانند به عنوان يک بمب‌ياب، در ميدان‌هاي نبرد مورد استفاده قرار گيرند. به تازگي نتايج تحقيقي در BioRxiv منتشر شده که نشان مي‌دهد چگونه مي‌توان از حشرات براي تشخيص گازهاي منتشر شده توسط موادي مانند آمونيوم نيترات استفاده کرد. آمونيوم نيترات ماده‌اي است که معمولا توسط گروهاي تروريستي براي ساختن بمب و مواد انفجاري نظامي مانند TNT و RDX مورد استفاده قرار مي‌گيرد. دانشمندان دانشگاه واشنگتن در مقاله خود توضيح مي‌دهند که چگونه آن‌ها ملخ‌ها را با کاشت الکترودهايي در مغزشان تبديل به موجودات بمب‌ياب کرده‌اند. کاشت الکترود به تيم تحقيق اجازه داد تا فعاليت عصبي ملخ‌ها را هنگام مواجهه با مواد خاصي آناليز کنند. آن‌ها مي‌گويند که ملخ‌ها به‌طور انفرادي مي‌توانند مواد آتش‌زا را با موفقيت بو بکشند، اما وقتي کار تشخيص بو، بين هفت يا تعداد بيشتري از آن‌ها توزيع مي‌شود، نتايج به دست آمده بهبود قابل ملاحضه‌اي مي‌يابد. چهار سال پيش که اداره پژوهش‌هاي نيروي دريايي آمريکا اين تحقيق را با تخصيص مبلغ ۷۵۰ هزار دلار، به دانشگاه واشنگتن سفارش داد، کسي نمي‌دانست که آيا ايده تبديل ملخ‌ها به موجودات بمب‌ياب واقعا عملي است يا نه. حالا نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد که ملخ‌هايي که از نظر بيولوژيکي دستکاري شده‌اند، روزي مي‌توانند در ميدان‌هاي واقعي نبرد به کار گرفته شوند. دانشمندان دانشگاه واشنگتن براي تحقيق خود از ملخ‌هاي آمريکايي استفاده کردند. اين ملخ‌ها اندام درشت‌تري دارند و مي‌توانند محموله‌هاي سنگين را حمل کنند. اما چالش واقعي، پيدا کردن روشي براي خواندن اطلاعات مغزها آن‌ها بود، بدون آنکه نيازي به عمل جراحي گسترده باشد. براي اين منظور، برش‌هاي کوچکي در سر ملخ‌ها ايجاد شد تا بخش‌هاي دهان و شاخک‌هاي آن‌ها همچنان امکان حرکت آزادانه را داشته باشند. اما ملخ‌هاي سايبورگ براي اينکه کاربردي باشند، بايد بتوان حرکات آن‌ها را از راه دور کنترل کرد. به همين منظور، ملخ‌ها به ربات‌هاي چرخ‌دار کوچکي مجهز شدند که مي‌توانستند آن‌ها را در هر موقعيتي قرار دهند. بد نيست بدانيد که دانشمندان هم اکنون در حال کار بر روي پروژه‌اي هستند که امکان کاشت خالکوبي‌هاي نانو را بر روي حشرات فراهم خواهد ساخت و ديگر نيازي به ربات‌ها نخواهد بود. ملخ‌هاي مجهز به ربات، در معرض پنج ماده انفجاري مختلف و مواد شيميايي ديگري قرار گرفتند و مشخص شد که مغز آن‌ها در عرض ۵۰۰ ميلي‌ثانيه الگوهاي مشخصي از فعاليت را نشان مي‌دهد. اين سرعت بسيار بالا را مي‌توان به بيولوژي ملخ‌ها نسبت داد: شاخک‌هاي کوچک آن‌ها داراي بيش از ۵۰ هزار نورون بويايي است و همين ويژگي باعث مي‌شود که ملخ‌ها، حتي بهتر از سنسورهاي مصنوعي ساخت بشر، قادر به تشخيص بوهاي مختلف انواع مواد باشند. اما از آنجاييکه پردازش داده‌هاي به دست آمده از هزارن نورون عصبي ملخ کار بسيار دشواري بود، تيم تحقيق تمرکز خود را بر روي نواحي خاصي از مغز ملخ گذاشتند؛ نواحي فشرده‌اي که با داشتن فقط ۸۰۰ نورون، کار پردازش اطلاعات را انجام مي‌دادند. سيگنال‌هاي اين نواحي دقيقا نشان مي‌داد که ملخ‌ها چه چيزهايي را حس مي‌کنند، و از اين طريق بود که دانشمندان توانستند به نحو موثري به مغز اين حشرات گوش کنند. موضوع جالبي که تيم تحقيق متوجه آن شدند اين بود که سيگنال‌هاي باکيفيت، فقط توسط الکترودهايي دريافت مي‌شدند که حدود هفت ساعت از کاشت آن‌ها در مغز حشره گذشته باشد. بيشتر از آن، کيفيت سيگنال‌ها به‌طرز قابل توجهي کاهش مي‌يافت. دانشمندان مي‌گويند که شايد بتوان اين مدت‌زمان را با غذا دادن منظم به ملخ‌ها و همچنين اصلاح روش‌هاي جراحي آن‌ها افزايش داد. مطالعات قبلي ثابت کرده‌اند که امکان آشکار کردن پاسخ‌هاي عصبي مغز حشرات به بوهاي مختلف وجود دارد. Thomas Nowotny و همکارانش از دانشگاه ساسکس در انگيس، در تحقيق خود در سال ۲۰۱۷ نشان دادند که اين کار مي‌تواند با مگس‌هاي ميوه انجام گردد. Nowotny مي‌گويد: توسعه سيستم‌هاي متحرک سايبورگ‌مانند با يک ربات چرخ‌دار، قدم رو به جلوي بزرگي است. ما مي‌توانيم از حشرات براي تشخيص بوهاي انواع مختلف مواد استفاده کنيم. با اين‌حال، او معتقد است که هنوز چالش‌هاي عملي زيادي براي زنده نگه داشتن ملخ‌هاي دستکاري‌شده وجود دارد. به نظر او، خارج کردن سنسور کاشته‌شده در داخل شاخک‌هاي ملخ و استفاده از آن در يک سيستم سايبورگ ديگر، به جاي حفظ کل حيوان، منطقي‌تر است.‌ Alper Bozkurt از دانشگاه کاروليناي شمالي که او هم بر روي حشرات سايبورگ تحقيق کرده است مي‌گويد که حفظ سلامت ملخ زنده‌ دستکاري‌شده ممکن است مشکلاتي را در سازوکار دنياي واقعي ايجاد کند. با اين‌حال، او اذعان مي‌کند که دانشمندان دانشگاه واشنگتن قدم مهمي در زمينه توسعه حشرات سايبورگ برداشته‌اند و کار آن‌ها واقعا هيجان‌انگيز است. ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد