Ο Moose, ένας σκύλος μικτής φυλής από την Nebraska Humane Society, εκπαιδεύεται σε εργασίες ανίχνευσης οσμών. Bill Cotton / CSU, CC BY-ND

Σημείωση του συντάκτη: Καθώς το COVID-19 εξακολούθησε να εξαπλώνεται σε όλο τον κόσμο, οι επιστήμονες αναλύουν νέους τρόπους παρακολούθησης. Μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση είναι εκπαίδευση σκύλων για την ανίχνευση ατόμων που έχουν μολυνθεί μυρίζοντας δείγματα ανθρώπινων ούρων ή ιδρώτα. Ο ερευνητής Glen Golden, ο οποίος έχει εκπαιδεύσει σκύλους και κουνάβια για την ανίχνευση της γρίπης των πτηνών στα πουλιά, εξηγεί γιατί ορισμένα ζώα είναι κατάλληλα για να μυρίσουν την ασθένεια.

1. Ποια είδη έχουν μύτη για ασθένεια;

Ορισμένα ζώα έχουν πολύ ανεπτυγμένες αισθήσεις οσμής. Περιλαμβάνουν τρωκτικά. σκύλους και τους άγριους συγγενείς τους, όπως λύκοι και κογιότ · και μουστάλια - σαρκοφάγα θηλαστικά όπως νυφίτσες, βίδρες και κουνάβια. Οι εγκέφαλοι αυτών των ειδών έχουν τρεις ή περισσότερες φορές πιο λειτουργικούς νευρώνες οσφρητικού υποδοχέα - νευρικά κύτταρα που ανταποκρίνονται σε οσμές - από είδη με λιγότερο έντονες μυρωδιές, συμπεριλαμβανομένων ανθρώπων και άλλων πρωτευόντων.

Αυτοί οι νευρώνες είναι υπεύθυνοι για την ανίχνευση και τον εντοπισμό πτητικών οσφρητικών ενώσεων που στέλνουν σημαντικά σήματα, όπως καπνός από φωτιά ή άρωμα φρέσκου κρέατος. Μια ουσία είναι πτητική εάν αλλάζει εύκολα από υγρό σε αέριο σε χαμηλές θερμοκρασίες, όπως η ακετόνη που δίνει στο βερνίκι αφαίρεσης της φρουτώδους μυρωδιάς της. Μόλις εξατμιστεί, μπορεί να εξαπλωθεί γρήγορα μέσω του αέρα.

Όταν ένα από αυτά τα ζώα ανιχνεύει μια σημαντική οσμή, το χημικό σήμα μεταφράζεται σε μηνύματα και μεταφέρεται σε όλο τον εγκέφαλό του. Τα μηνύματα πηγαίνουν ταυτόχρονα στον οσφρητικό φλοιό, ο οποίος είναι υπεύθυνος για τον εντοπισμό, τον εντοπισμό και την ανάμνηση της μυρωδιάς, και προς άλλες περιοχές του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνες για τη λήψη αποφάσεων και το συναίσθημα. Έτσι αυτά τα ζώα μπορούν να ανιχνεύσουν πολλά χημικά σήματα σε μεγάλες αποστάσεις και μπορούν να κάνουν γρήγορες και ακριβείς διανοητικές συσχετίσεις γι 'αυτά.

2. Πώς επιλέγουν οι ερευνητές μια μυρωδιά-στόχο;

Στις περισσότερες μελέτες που έχουν χρησιμοποιήσει σκύλους για την ανίχνευση καρκίνου, τα σκυλιά έχουν εντοπίσει φυσικά δείγματα, όπως δέρμα, ούρα ή αναπνοή, από ασθενείς που είτε έχουν διαγνωστεί με καρκίνο είτε έχουν μη διαγνωσμένος καρκίνος σε πρώιμο στάδιο. Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν τι μυρωδιά χρησιμοποιούν τα σκυλιά ή αν ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του καρκίνου.

Το Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑ Εθνικό Κέντρο Έρευνας για την Άγρια Ζωή στο Κολοράντο και το Monell Chemical Senses Centre στην Πενσυλβάνια έχουν εκπαιδευτεί ποντίκια για ανίχνευση γρίπη των πτηνών σε δείγματα κοπράνων από μολυσμένες πάπιες. Η γρίπη των πτηνών είναι δύσκολο να ανιχνευθεί σε άγρια ​​κοπάδια, και αυτό μπορεί να εξαπλωθεί στους ανθρώπους, επομένως αυτή η εργασία έχει σχεδιαστεί για να βοηθήσει τους βιολόγους της άγριας ζωής να παρακολουθούν τα κρούσματα.

Το εργαστήριο Kimball στο Monell δίδαξε τα ποντίκια να λάβουν ανταμοιβή όταν μύριζαν ένα επιβεβαιωμένο θετικό δείγμα από ένα μολυσμένο ζώο. Για παράδειγμα, τα ποντίκια θα πάρουν ένα ποτό νερό όταν ταξίδευαν κάτω από το χέρι ενός λαβυρίνθου σχήματος Υ που περιείχε κόπρανα από μια πάπια μολυσμένη από τον ιό της γρίπης των πτηνών.

Αναλύοντας χημικά τα δείγματα κοπράνων, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η συγκέντρωση πτητικών χημικών ενώσεων σε αυτά άλλαξε όταν μια πάπια μολύνθηκε με γρίπη των πτηνών. Έτσι συμπέραναν ότι αυτό το αλλοιωμένο προφίλ μυρωδιάς ήταν αυτό που τα ποντίκια αναγνώρισαν.

{vembed Y=0UxLt3yugUA}
Μέλη της οικογένειας των mustelid, όπως κουνάβια, ασβός και ενυδρίδες, έχουν αναπτύξει ιδιαίτερα αισθήσεις μυρωδιάς. Εδώ ένας λύκος μυρίζει το παγωμένο κρέας που είναι θαμμένο βαθιά στο χιόνι.

Με βάση αυτήν την εργασία, έχουμε εκπαιδεύσει νυφίτσες και σκύλους για την ανίχνευση της γρίπης των πτηνών σε πτηνά, όπως αγριόπαπιες και κατοικίδια κοτόπουλα, σε μια μελέτη συνεργασίας μεταξύ του Πανεπιστημίου του Κολοράντο και του Εθνικού Κέντρου Ερευνών Άγριας Ζωής που βρίσκεται υπό εξέταση προς δημοσίευση.

Με κουνάβια, ξεκινήσαμε εκπαιδεύοντάς τους να ειδοποιούν ή να επισημαίνουν ότι είχαν ανιχνεύσει την οσμή στόχου, γρατσουνίζοντας σε ένα κουτί που περιείχε υψηλές αναλογίες αυτών των πτητικών ενώσεων και αγνοώντας κουτιά που περιείχαν χαμηλές αναλογίες. Στη συνέχεια δείξαμε τα δείγματα περιττωμάτων κουνάβων από μολυσμένες και μη μολυσμένες πάπιες, και τα κουνάβια άρχισαν αμέσως να ειδοποιούν το κουτί που περιέχει το δείγμα κοπράνων από μολυσμένη πάπια.

Αυτή η προσέγγιση είναι παρόμοια με τον τρόπο που τα σκυλιά εκπαιδεύονται για να ανιχνεύουν γνωστές πτητικές οσμές σε εκρηκτικά ή παράνομα ναρκωτικά. Μερικές φορές, ωστόσο, πρέπει να αφήσουμε τον ανιχνευτή να προσδιορίσει το προφίλ οσμής στο οποίο θα ανταποκριθεί.

3. Μπορούν τα ζώα να εκπαιδευτούν για να εντοπίσουν περισσότερους από έναν στόχους;

Ναί. Για να αποφύγουμε τη σύγχυση σχετικά με το τι εντοπίζει ένα εκπαιδευμένο ζώο, μπορούμε να το διδάξουμε μια διαφορετική συμπεριφορική απόκριση για κάθε μυρωδιά στόχου.

Για παράδειγμα, τα σκυλιά στο Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑ Πρόγραμμα ανίχνευσης κτηνοτροφικών υπηρεσιών άγριας ζωής απαντήστε με μια επιθετική προειδοποίηση, όπως το ξύσιμο, όταν εντοπίζουν ένα δείγμα από μια πάπια μολυσμένη με γρίπη των πτηνών. Όταν εντοπίζουν ένα δείγμα από ένα ελάφι με άσπρη ουρά μολυσμένο από το πρίον που προκαλεί χρόνια ασθένεια σπατάλης, ανταποκρίνονται με παθητική ειδοποίηση, όπως καθιστή.

Η έρευνα στο Πανεπιστήμιο του Auburn έδειξε ότι τα σκυλιά μπορούν να θυμούνται και να ανταποκρίνονται 72 οσμές κατά τη διάρκεια μιας εργασίας μνήμης μυρωδιάς. Ο μόνος περιορισμός είναι ο τρόπος με τον οποίο ένας σκύλος μπορεί να επικοινωνήσει σχετικά με διαφορετικές οσμές.

Ένα σημάδι ειδοποιεί τους ταξιδιώτες σχετικά με μια πιλοτική μελέτη στο αεροδρόμιο του Ελσίνκι που προσφέρει δωρεάν δοκιμές κοροναϊού χρησιμοποιώντας σκύλους για την ανίχνευση μολύνσεων από τη μυρωδιά. Shoja Lak / Getty Images

4. Τι είδους παράγοντες μπορούν να περιπλέξουν αυτήν τη διαδικασία;

Πρώτον, κάθε οργανισμός που εκπαιδεύει ζώα για την ανίχνευση ασθενειών χρειάζεται τον σωστό τύπο εργαστηρίου και εξοπλισμού. Ανάλογα με την ασθένεια, αυτό θα μπορούσε να περιλαμβάνει εξοπλισμό ατομικής προστασίας και φιλτράρισμα αέρα.

Μια άλλη ανησυχία είναι εάν το παθογόνο μπορεί να μολύνει τα ζώα ανίχνευσης. Εάν αυτός είναι κίνδυνος, οι ερευνητές μπορεί να χρειαστεί να απενεργοποιήσουν τα δείγματα πριν εκθέσουν τα ζώα. Τότε πρέπει να δουν αν αυτή η διαδικασία έχει αλλάξει τα πτητικά που διδάσκουν στα ζώα να συσχετίζονται με μόλυνση.

Τέλος, οι χειριστές πρέπει να σκεφτούν πώς να ενισχύσουν την επιθυμητή ανταπόκριση από τα ζώα ανίχνευσης στον αγρό. Εάν εργάζονται σε πληθυσμό κυρίως μη μολυσμένων ατόμων - για παράδειγμα, σε αεροδρόμιο - και ένα ζώο δεν έχει την ευκαιρία να κερδίσει ανταμοιβή, μπορεί να χάσει το ενδιαφέρον και να σταματήσει να εργάζεται. Ψάχνουμε για ζώα που έχουν ισχυρή προσπάθεια να εργαστούν χωρίς διακοπή, αλλά η εργασία για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς ανταμοιβή μπορεί να είναι δύσκολη για ακόμη και το ζώο με τα περισσότερα κίνητρα.

5. Γιατί να μην φτιάξετε μια μηχανή που μπορεί να το κάνει αυτό;

Αυτήν τη στιγμή δεν έχουμε συσκευές που είναι τόσο ευαίσθητες όσο τα ζώα με καλά ανεπτυγμένες αισθήσεις οσμής. Για παράδειγμα, η αίσθηση μυρωδιάς ενός σκύλου είναι τουλάχιστον 1,000 φορές πιο ευαίσθητα από οποιαδήποτε μηχανική συσκευή. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί τα σκυλιά έχουν εντοπίσει καρκίνο σε δείγματα ιστών που έχουν ιατρικά καθαρισμένο ως μη καρκινικό

Γνωρίζουμε επίσης ότι τα κουνάβια μπορούν να ανιχνεύσουν μόλυνση από γρίπη των πτηνών σε δείγματα κοπράνων πριν και μετά την εργαστηριακή ανάλυση δείχνει ότι ο ιός έχει σταματήσει να αποβάλλεται. Αυτό υποδηλώνει ότι για ορισμένα παθογόνα, μπορεί να υπάρχουν αλλαγές στα πτητικά σε άτομα που έχουν μολυνθεί αλλά είναι ασυμπτωματικά.

Καθώς οι επιστήμονες μαθαίνουν περισσότερα για το πώς λειτουργεί η αίσθηση της μυρωδιάς των θηλαστικών, θα έχουν τις καλύτερες πιθανότητες να δημιουργήσουν συσκευές που είναι εξίσου ευαίσθητες και αξιόπιστες για την εισπνοή της νόσου.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Glen J. Golden, Ερευνητής / Μελετητής Ι, Κρατικό Πανεπιστήμιο του Κολοράντο

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Βιβλία για κατοικίδια από τη λίστα Best Seller της Amazon

"The Beginner's Guide to Dog Agility"

από τη Laurie Leach

Αυτό το βιβλίο είναι ένας ολοκληρωμένος οδηγός για την ευκινησία του σκύλου, που περιλαμβάνει τεχνικές εκπαίδευσης, εξοπλισμό και κανόνες αγώνων. Το βιβλίο περιλαμβάνει οδηγίες βήμα προς βήμα για την εκπαίδευση και τον ανταγωνισμό στην ευκινησία, καθώς και συμβουλές για την επιλογή του κατάλληλου σκύλου και εξοπλισμού.

Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία

"Zak George's Dog Training Revolution: The Complete Guide to Raising the Perfect Pet with Love"

από τους Zak George και Dina Roth Port

Σε αυτό το βιβλίο, ο Zak George προσφέρει έναν ολοκληρωμένο οδηγό για την εκπαίδευση σκύλων, συμπεριλαμβανομένων τεχνικών θετικής ενίσχυσης και συμβουλών για την αντιμετώπιση κοινών προβλημάτων συμπεριφοράς. Το βιβλίο περιλαμβάνει επίσης πληροφορίες για την επιλογή του σωστού σκύλου και την προετοιμασία για την άφιξη ενός νέου κατοικίδιου.

Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία

"The Genius of Dogs: Πώς τα σκυλιά είναι πιο έξυπνα από όσο νομίζετε"

από τους Brian Hare και Vanessa Woods

Σε αυτό το βιβλίο, οι συγγραφείς Brian Hare και Vanessa Woods εξερευνούν τις γνωστικές ικανότητες των σκύλων και τη μοναδική σχέση τους με τους ανθρώπους. Το βιβλίο περιλαμβάνει πληροφορίες για την επιστήμη πίσω από τη νοημοσύνη των σκύλων, καθώς και συμβουλές για την ενίσχυση του δεσμού μεταξύ των σκύλων και των ιδιοκτητών τους.

Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία

"The Happy Puppy Handbook: Your Definitive Guide to Puppy Care and Early Training"

από την Pippa Mattinson

Αυτό το βιβλίο είναι ένας ολοκληρωμένος οδηγός για τη φροντίδα των κουταβιών και την έγκαιρη εκπαίδευση, που περιλαμβάνει συμβουλές για την επιλογή του σωστού κουταβιού, τεχνικές εκπαίδευσης και πληροφορίες για την υγεία και τη διατροφή. Το βιβλίο περιλαμβάνει επίσης συμβουλές για την κοινωνικοποίηση των κουταβιών και την προετοιμασία για την άφιξή τους.

Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία