赛博格蝗虫有一天可能有助于搜救任务

研究人员认为,将纳米颗粒注入蝗虫大脑,可以利用它们强大的嗅觉。
Desert locust (Schistocerca gregaria)
蝗虫拥有敏锐的嗅觉,但仅凭电极难以追踪其大脑活动。 Deposit Photos

想要超越蝗虫的破坏力是件 极其困难的事——毕竟它们是圣经中记载的十灾之一。这种昆虫以其惊人的能力搜寻农田等食物来源,很大程度上归功于其触角赋予的强大嗅觉。虽然研究人员此前曾将这种 生物工具 整合到机器人技术中,以期开发新一代的 探雷 和搜救辅助设备,但密苏里州圣路易斯华盛顿大学的一个团队正在尝试利用蝗虫本身……在将其改造为仿生人之后。

工程师们目前已经可以通过记录连接在蝗虫大脑上的电极信号来利用它们的嗅觉,但结果往往不准确且不可靠。为了解决这个问题,由机械工程与材料科学教授 Srikanth Singamaneni 领导的科学家们,转而将红外敏感纳米颗粒注入蝗虫的大脑。

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Singamaneni 及其同事在其发表于《 Nature Nanomaterials 》期刊的新论文中写道:“从生物系统,尤其是神经信号中读取信息的 方法,由于可用的电极数量和放置位置的限制,通常效果不佳。”“通过利用纳米结构的 光热特性……我们证明了不仅可以增强昆虫嗅觉系统中被探测区域的气味诱发反应,还可以提高气味识别能力。”

这些由硅壳包裹的蛋白质核心制成的小巧添加剂,首先被注入了章鱼胺——一种与昆虫“战斗或逃跑”本能相关的神经递质。当暴露在红外激光下时,纳米颗粒会释放化学物质,从而增强与蝗虫嗅觉相关的脑部活动。这使得科学家们更容易定位特定的神经活动,并利用(之前不可靠的)电极在常见的实验室测试中识别化学物质。 

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目前,这些早期的演示更多的是概念验证。周四,Singamaneni 在接受《 New Scientist 》杂志采访时解释说,该系统目前仅在封闭的实验室环境中有效,无法用于实时情况。尽管如此,Singamaneni 的团队希望通过进一步的研究和实验,有一天能够开发出一种方法,制造出能够检测人类疾病、定位爆炸物或搜寻环境污染物的仿生蝗虫小群。

 

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