Ученые из Лаборатории энтомологии Университета Вагенингена и стартапа InsectSense обучили пчел по методу Павлова выявлять образцы, инфицированных SARS-CoV-2, по запаху.
Коронавирус, как и другие заболевания, вызывает метаболические изменения в организме, что сопровождается выбросом определенных летучих веществ. Пчелы же способны обнаруживать летучие вещества с чувствительностью в триллионных долях. Например, они находят цветок в нескольких километрах от них.
Ученые из Лаборатории энтомологии Университета Вагенингена и стартапа InsectSense при поддержке коллег из Университета Поля Сабатье в Тулузе (Франция) занялись дрессировкой пчел и добились успеха.
Каждый раз, когда пчелы подвергались воздействию запаха зараженного образца, они получали награду водным раствором сахара.
Пчелы вытягивали язык, чтобы собрать водный раствор сахара. Повторяя это действие несколько раз, насекомые связали сахарную награду с запахом как стимулом. И довольно скоро пчелы начали высовывать язык только при идентификации запаха, без какого-либо последующего вознаграждения. Выяснилось, что дрессированная пчела может обнаружить зараженный образец за несколько секунд.
Исследование проведено с более чем 150 пчелами в лаборатории биобезопасности Wageningen Bioveterinary Research с различными настройками обучения для определения наиболее оптимального протокола.
Образцы, использованные в первых экспериментах, были собраны у здоровых норок и норок, инфицированных SARS-CoV-2. В экспериментах пчелы 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.
Теперь, по словам ученых, предстоит масштабировать подход.
Пчелы доступны во всем мире, поэтому единственное, что нужно людям, - машина для обучения пчел. InsectSense уже разработал прототипы машины для автоматического обучения нескольких пчел одновременно, и биосенсор, который использует обученных пчел для диагностики. Эта технология, «BeeSense», может стать очень эффективной диагностической системой для развивающихся стран.