В России создали крыс-киборгов. Их используют для поиска бомб и наркотиков
Мы привыкли, что полицейские держат на поводке специально обученных собак, которые натренированы на поиск запрещенных веществ. Однако в скором времени у защитников закона могут появиться партнеры поменьше — крысы. Рассказываем, как исследователям удалось научить крыс искать наркотики и взрывчатку.
Как российские ученые создали киборгов
Найти предмет по запаху непросто. Приборы с этим не справляются, поскольку пока что ученые не могут определить все составляющие пахнущих веществ и принцип их воздействия на обонятельные луковицы. По этой причине эксперты Южного федерального университета (ЮФУ) решили совместить электронный нос с биологическим. Они создали биогибридную систему крыса — ИИ, с помощью которой можно будет определять вещества, содержащиеся в воздухе, и тем самым распознавать запрещенные предметы. Для этого в обонятельную луковицу животного имплантировали микроэлектроды, после чего его ввели в состояние наркоза. Затем биологические сигналы многократно усилили.
Система работает следующим образом: программа регистрирует активность части мозга, отвечающей за обоняние, а ИИ определяет вещество, которое нюхает крыса. Во время наркоза обонятельный мозг анализирует окружающий мир намного лучше, чем во время бодрствования или сна, а ответная реакция нейронов возрастает. Таким образом, в системе крыса выполняет роль сенсора за счет острого нюха, а искусственный интеллект анализирует активность ее мозга и выдает результат. Точность процесса удалось повысить до 100%.
С помощью подобных систем можно обнаружить взрывчатые или запрещенные вещества. В мире мало кто создает или обучает крыс-поисковиков. Один из примеров — голландская полиция. Сотрудники начали дрессировать крыс распознавать определенные запахи, как собак, вынюхивающих наркотики. Однако пока что без использования ИИ.
Почему именно крысы? Чем они лучше собак?
Лучшим применением новой биогибридной системы крыса — ИИ станет действие на месте: полиция будет предоставлять животным образцы вещей на проверку прямо в клетку, пока те будут находиться под наркозом. Однако если ученые получат те же результаты без введения подопытного в состояние сна, крыс можно будет использовать в местах помимо лаборатории.
Преимущество крыс состоит в их размерах — небольшие зверьки получают доступ в расщелины и дыры, куда собакам вход закрыт, но где можно спрятать бомбу или наркотики. Крысы обладают схожим с собаками обонянием. Они легко приручаются, не привязываясь к какому-то одному дрессировщику в отличие от коллег по поисковой деятельности.
В то же время собаки чуют бомбы и наркотики, ровно как и все остальное. Нюх меняет внутреннюю форму носа, так что воздух воздействует на обонятельные рецепторы, которых у собак гораздо больше, чем у людей, — в 20-40 раз. Сигнал проходит от носа к соматосенсорной коре, области мозга, которая обрабатывает ощущения и позволяет животному быстро отыскать нужный объект.
Может ли крыса или другое животное учуять бомбу или наркотик лучше, чем собака? Пока что ученые это не выяснили, поскольку ни одно исследование не проводило прямого сравнения.
Где еще помогает крысиный нюх
В APOPO, бельгийской некоммерческой организации, крыс обучают улавливать туберкулез. Животные работают в 21 медицинском центре в Дар-эс-Саламе, крупнейшем городе Танзании. За первые 16 месяцев программы крысы исследовали образцы примерно 12 тыс. пациентов. Из них 1700 были признаны положительными.
Эти крысы обучены ассоциировать запах туберкулеза с вознаграждением. Под клеткой животных вставлен лоток с образцами человеческой жидкости. Обученная крыса ходит вдоль клетки, царапая пол при малейшем подозрении на то, что образец заражен. Работает она на 44% быстрее сотрудников лабораторий: всего за восемь минут обрабатывает пять лотков, содержащих в общем 50 образцов. Любые подозрительные вещества проверяются трижды. Тот же принцип применяется для обнаружения наземных мин, только крыс учат распознавать запах конкретных молекул, которые отражают присутствие возбудителя туберкулеза, а не взрывоопасный пар.
APOPO также сосредоточена на гуманитарных проектах. Сейчас группа работает над проектом RescueRats, который позволит большим африканским крысам участвовать в поисково-спасательных операциях. Подробнее об этом мы писали здесь.
