Эксперты полагают, что в перспективе готовое к использованию устройство сможет выполнять функции, которые сейчас возлагаются на служебных собак, при обнаружении наркотических средств и взрывчатых веществ.
Специалисты из Медицинской школы Университета Дьюка в США создали биологическую систему, использующую обонятельные рецепторы мыши, которые in vitro способны определять различные запахи. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
По заявлению руководителя проекта Хироаки Мацунами ( Hiroaki Matsunami), концепция разработки искусственного носа не нова и возникла еще в прошлом веке, однако технологии, необходимые для ее реализации, стали доступны лишь в последнее время. В предыдущих исследованиях при попытках создать такой инструмент использовали химические вещества, но команда Хироаки Мацунами предложила иной способ: они провели опыт с обонятельными рецепторами животных.
В рамках эксперимента было выделено два этапа. На первом этапе исследователи стремились установить родственные рецепторы, способные идентифицировать разнообразные запахи. С этой целью была создана жидкая среда, в которой молекулы светились при взаимодействии. В эту среду поместили 813 мышиных рецепторов и смешали с семью ароматическими соединениями. В процессе этого этапа, наблюдая за происходящими реакциями, ученые выделили 31 рецептор, которые успешно определяли различия в химическом строении веществ.
На втором этапе исследования ученые провели повторное экспериментирование, внеся незначительные корректировки. В этот раз в среду поместили 31 рецептор, а два ароматических вещества подавались в виде пара, а не жидкости, вместо семи. Полученные данные продемонстрировали, что подобная система способна фиксировать изменения в концентрации летучих веществ в режиме реального времени, хотя и с невысокой чувствительностью. По словам Хироаки Мацунами, проблема заключается отнюдь не в этом:
«Полученный опыт подтвердил эффективность данной концепции. Возможно, вам кажется, что химические соединения, попадая в носовую полость, сразу взаимодействуют с рецепторами, однако это не соответствует действительности. Прежде чем установить связь с рецепторами, они должны раствориться в назальной слизи, где под воздействием местных ферментов трансформируются в другие соединения».
Авторы полагают, что следующим этапом в разработке биомиметического носа станет моделирование назальной слизи, однако эти исследования пока находятся на начальной стадии.
Ранее исследователи из Рурского университета, расположенного в Бохуме обнаружили регион мозга, связанный с «эффектом Пруста» — способностью ассоциировать запахи с воспоминаниями. Авторы этой работы полагают, что главная роль в процессе принадлежит пириформной коре — части обонятельного мозга.