A detecção de produtos químicos tem diversas aplicações, inclusive de segurança. No entanto, os dispositivos produzidos com essa finalidade tem capacidade limitada se coparados com sistemas biológicos.
Tendo isso em vista, uma equipe de cientistas da Universidade de Washington propôs uma solução híbrida. Eles misturaram o repertório olfativo dos sensores eletrônicos com o sistema olfativo de insetos. A pesquisa foi financiada pelo Escritório de Pesquisa Naval dos Estados Unidos.
Os neurônios receptores olfativos dos insetos detectam o odor de químicos no ar. As antenas enviam sinais elétricos para uma parte do cérebro conhecida como lobo antenal. A antena de cada gafanhoto tem, em média, 50 mil desses neurônios.
Diante disso, na pesquisa foi usado o Gafanhoto-sul-americano (Schistocera americana) para criar farejador de bombas híbrido. Durante os testes, foi liberado vapor de material de diferentes explosivos nas antenas do gafanhoto. Como controle foi usado vapor de elementos não explosivos.
A parte eletrônica
Foram implantados eletrodos nos lobos antenais de gafanhotos. Assim, os pesquisadores puderam identificar diferentes grupos de neurônios ativados com a exposição aos elementos usados em explosivos.
A partir da análise dos sinais elétricos foi possível identificar a diferença entre os vapores, além da diferença entre vapor de explosivos e de elementos não explosivos.
Para o envio das informações pequenos sensores foram ajustados em uma caixa sobre o gafanhoto. Os dispositivos podem gravar e transmitir sinais elétricos de forma quase instantânea para um computador.
Os cérebros dos gafanhotos conseguiram detectar os explosivos por sete horas após o implante dos eletrodos. Depois desse período, ficaram fatigados e acabaram morrendo.
Os gafanhotos foram colocados em plataforma com rodas conduzida por controle remoto, uma vez que os insetos ficaram imobilizados no processo. Assim, foi testada a capacidade de detectar explosivos em locais diferentes. Durante a locomoção, os gafanhotos conseguiram identificar onde havia maior concentração de explosivos.
A precisão média foi de 60%, mas quando os sensores de sete gafanhotos foram testados de forma combinada a precisão foi de 80%. No entanto, o estudo não testou a capacidade de detecção de explosivos quando há diversos odores no ambiente. [NewScientist, bioRxiv]