กลิ่นของความเจ็บป่วย: 5 คำถามที่มีคำตอบเกี่ยวกับการใช้สุนัขและหนูและพังพอน - เพื่อตรวจหาโรค

กลิ่นของความเจ็บป่วย: 5 คำถามที่มีคำตอบเกี่ยวกับการใช้สุนัขหนูและพังพอนเพื่อตรวจหาโรค
Moose สุนัขพันธุ์ผสมจาก Nebraska Humane Society ฝึกฝนงานตรวจจับกลิ่น
บิลฝ้าย / CSU, CC BY-ND

หมายเหตุบรรณาธิการ: เนื่องจาก COVID-19 ยังคงแพร่กระจายไปทั่วโลกนักวิทยาศาสตร์กำลังวิเคราะห์วิธีใหม่ในการติดตาม แนวทางหนึ่งที่มีแนวโน้มคือ ฝึกสุนัขเพื่อตรวจหาผู้ที่ติดเชื้อ โดยการดมกลิ่นปัสสาวะหรือเหงื่อของมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์ด้านการวิจัย Glen Golden ผู้ซึ่งฝึกฝนสุนัขและพังพอนเพื่อตรวจหาเชื้อไข้หวัดนกในนกอธิบายว่าเหตุใดสัตว์บางชนิดจึงเหมาะที่จะดมกลิ่นจากความเจ็บป่วย

1. สายพันธุ์ใดมีจมูกสำหรับโรค?

สัตว์บางชนิดมีการรับรู้กลิ่นที่พัฒนาขึ้นอย่างมาก รวมถึงสัตว์ฟันแทะ สุนัขและญาติป่าเช่นหมาป่าและหมาป่า และ หนวด - สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินเนื้อเป็นอาหารเช่นพังพอนนากและพังพอน สมองของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีเซลล์ประสาทรับกลิ่นที่ทำงานได้มากกว่าสามเท่าหรือมากกว่านั่นคือเซลล์ประสาทที่ตอบสนองต่อกลิ่นมากกว่าสายพันธุ์ที่มีความสามารถในการรับกลิ่นน้อยกว่ารวมถึงมนุษย์และสัตว์ในตระกูลบิชอพอื่น ๆ

เซลล์ประสาทเหล่านี้มีหน้าที่ในการตรวจจับและระบุสารประกอบของกลิ่นที่ระเหยได้ซึ่งส่งสัญญาณที่มีความหมายเช่นควันจากไฟหรือกลิ่นหอมของเนื้อสด สารระเหยได้ง่ายหากเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นก๊าซที่อุณหภูมิต่ำเช่นอะซิโตนที่ให้น้ำยาล้างเล็บมีกลิ่นผลไม้ เมื่อระเหยกลายเป็นไอแล้วจะสามารถแพร่กระจายไปในอากาศได้อย่างรวดเร็ว

เมื่อสัตว์เหล่านี้ตรวจพบกลิ่นที่มีความหมายสัญญาณทางเคมีจะถูกแปลเป็นข้อความและส่งไปยังสมองของมัน ข้อความจะไปที่เยื่อหุ้มสมองรับกลิ่นพร้อมกันซึ่งมีหน้าที่ในการระบุการแปลและจดจำกลิ่นและไปยังบริเวณสมองอื่น ๆ ที่รับผิดชอบในการตัดสินใจและอารมณ์ ดังนั้นสัตว์เหล่านี้สามารถตรวจจับสัญญาณทางเคมีจำนวนมากในระยะทางไกลและสามารถสร้างความสัมพันธ์ทางจิตที่รวดเร็วและแม่นยำเกี่ยวกับพวกมัน

2. นักวิจัยเลือกกลิ่นเป้าหมายอย่างไร?

ในการศึกษาส่วนใหญ่ที่ใช้สุนัขในการตรวจหามะเร็งสุนัขได้ระบุตัวอย่างทางกายภาพเช่นผิวหนังปัสสาวะหรือลมหายใจจากผู้ป่วยที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นมะเร็งหรือมี มะเร็งที่ไม่ได้รับการวินิจฉัยในระยะเริ่มแรก. นักวิทยาศาสตร์ไม่รู้ว่าสุนัขใช้กลิ่นอะไรหรือแตกต่างกันไปตามประเภทของมะเร็ง

กระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกา ศูนย์วิจัยสัตว์ป่าแห่งชาติ ในโคโลราโดและ ศูนย์ประสาทสัมผัสเคมี Monell ในเพนซิลเวเนียได้ฝึกหนูให้ตรวจจับ ไข้หวัดนกในตัวอย่างอุจจาระจากเป็ดที่ติดเชื้อ. โรคไข้หวัดนกตรวจพบในฝูงสัตว์ป่าได้ยากและ สามารถแพร่กระจายสู่มนุษย์ได้ดังนั้นงานนี้จึงออกแบบมาเพื่อช่วยนักชีววิทยาสัตว์ป่าในการตรวจสอบการระบาด

ห้องทดลอง Kimball ที่ Monell สอนให้หนูได้รับรางวัลเมื่อได้กลิ่นตัวอย่างที่ยืนยันแล้วจากสัตว์ที่ติดเชื้อ ตัวอย่างเช่นหนูจะได้รับน้ำดื่มเมื่อเดินทางไปตามแขนของเขาวงกตรูปตัว Y ซึ่งมีอุจจาระจากเป็ดที่ติดเชื้อไวรัสไข้หวัดนก

จากการวิเคราะห์ตัวอย่างอุจจาระทางเคมีนักวิจัยพบว่าความเข้มข้นของสารเคมีที่ระเหยได้เปลี่ยนไปเมื่อเป็ดติดเชื้อไข้หวัดนก ดังนั้นพวกเขาจึงสรุปได้ว่าลักษณะของกลิ่นที่เปลี่ยนแปลงไปนี้เป็นสิ่งที่หนูจำได้


สมาชิกในตระกูลมัสเตลิดเช่นพังพอนแบดเจอร์และนากมีการพัฒนาความรู้สึกในการดมกลิ่นอย่างมาก ที่นี่วูลเวอรีนดมเนื้อแช่แข็งที่ฝังลึกอยู่ในหิมะ

จากผลงานดังกล่าวเราได้ฝึกพังพอนและสุนัขเพื่อตรวจหาเชื้อไข้หวัดนกในไก่เช่นเป็ดป่าและไก่บ้านในการศึกษาร่วมกันระหว่างมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโคโลราโดและศูนย์วิจัยสัตว์ป่าแห่งชาติซึ่งอยู่ระหว่างการตรวจสอบเพื่อเผยแพร่

ด้วยพังพอนเราเริ่มต้นด้วยการฝึกให้พวกมันแจ้งเตือนหรือส่งสัญญาณว่าตรวจพบกลิ่นเป้าหมายโดยเกาบนกล่องที่มีสารประกอบระเหยเหล่านั้นในอัตราส่วนที่สูงและไม่สนใจกล่องที่มีอัตราส่วนต่ำ ต่อไปเราจะแสดงตัวอย่างอุจจาระจากเป็ดที่ติดเชื้อและไม่ติดเชื้อและพังพอนก็เริ่มแจ้งเตือนไปยังกล่องที่มีตัวอย่างอุจจาระจากเป็ดที่ติดเชื้อทันที

วิธีนี้คล้ายกับวิธีที่สุนัขได้รับการฝึกให้ตรวจจับกลิ่นระเหยที่ทราบในวัตถุระเบิดหรือยาผิดกฎหมาย แต่บางครั้งเราต้องปล่อยให้สัตว์ตรวจจับกำหนดรูปแบบกลิ่นที่มันจะตอบสนอง

3. สามารถฝึกสัตว์ให้ตรวจจับมากกว่าหนึ่งเป้าหมายได้หรือไม่?

ใช่. เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนเกี่ยวกับสิ่งที่สัตว์ที่ได้รับการฝึกฝนกำลังตรวจจับเราสามารถสอนให้มันตอบสนองพฤติกรรมที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละกลิ่นเป้าหมาย

ตัวอย่างเช่นสุนัขในกระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกา โครงการตรวจโรคสุนัขบริการสัตว์ป่า ตอบสนองด้วยการแจ้งเตือนเชิงรุกเช่นการเกาเมื่อตรวจพบตัวอย่างจากเป็ดที่ติดเชื้อไข้หวัดนก เมื่อพวกเขาตรวจพบตัวอย่างจากกวางหางขาวที่ติดเชื้อจากพรีออนที่เป็นสาเหตุ โรคกระษัยเรื้อรังพวกเขาตอบสนองด้วยการแจ้งเตือนแบบพาสซีฟเช่นนั่งลง

การวิจัยของมหาวิทยาลัยออเบิร์นแสดงให้เห็นว่าสุนัขสามารถจดจำและตอบสนองได้ 72 กลิ่นระหว่างงานหน่วยความจำกลิ่น. ข้อ จำกัด เพียงอย่างเดียวคือวิธีที่สุนัขสามารถสื่อสารเกี่ยวกับกลิ่นที่แตกต่างกันได้

ป้ายแจ้งเตือนนักท่องเที่ยวเกี่ยวกับการศึกษานำร่องที่สนามบินเฮลซิงกิซึ่งมีการทดสอบโคโรนาไวรัสฟรีโดยใช้สุนัขเพื่อตรวจหาการติดเชื้อจากกลิ่น
ป้ายแจ้งเตือนนักท่องเที่ยวเกี่ยวกับการศึกษานำร่องที่สนามบินเฮลซิงกิซึ่งมีการทดสอบโคโรนาไวรัสฟรีโดยใช้สุนัขเพื่อตรวจหาการติดเชื้อจากกลิ่น
รูปภาพ Shoja Lak / Getty

4. ปัจจัยใดบ้างที่ทำให้กระบวนการนี้ซับซ้อนขึ้น?

ประการแรกองค์กรใด ๆ ที่ฝึกสัตว์เพื่อตรวจหาโรคจำเป็นต้องมีห้องปฏิบัติการและอุปกรณ์ประเภทที่เหมาะสม ซึ่งอาจรวมถึงอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลและการกรองอากาศทั้งนี้ขึ้นอยู่กับโรค

ข้อกังวลอีกประการหนึ่งคือเชื้อโรคอาจติดเชื้อในสัตว์ที่ตรวจพบหรือไม่ หากเป็นความเสี่ยงนักวิจัยอาจต้องปิดใช้งานตัวอย่างก่อนที่จะเปิดเผยสัตว์ จากนั้นพวกเขาจำเป็นต้องดูว่ากระบวนการนั้นเปลี่ยนแปลงสารระเหยที่พวกเขากำลังสอนให้สัตว์เชื่อมโยงกับการติดเชื้อหรือไม่

ในที่สุดผู้ดูแลต้องคิดเกี่ยวกับวิธีเสริมสร้างการตอบสนองที่ต้องการจากการตรวจจับสัตว์ในสนาม หากพวกเขาทำงานในกลุ่มประชากรส่วนใหญ่ที่ไม่ติดเชื้อตัวอย่างเช่นในสนามบินและสัตว์ไม่มีโอกาสได้รับรางวัลมันอาจสูญเสียความสนใจและหยุดทำงาน เรามองหาสัตว์ที่มีแรงผลักดันในการทำงานโดยไม่หยุดนิ่ง แต่การทำงานเป็นเวลานานโดยไม่ได้รับรางวัลอาจเป็นเรื่องท้าทายสำหรับสัตว์ที่มีแรงจูงใจมากที่สุด

5. ทำไมไม่สร้างเครื่องจักรที่สามารถทำสิ่งนี้ได้?

ตอนนี้เราไม่มีอุปกรณ์ที่ไวเท่ากับสัตว์ที่มีการรับรู้กลิ่นที่พัฒนามาอย่างดี ตัวอย่างเช่นความรู้สึกของสุนัขคือ ไวกว่าเครื่องจักรกลใด ๆ อย่างน้อย 1,000 เท่า. สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ว่าทำไมสุนัขจึงตรวจพบมะเร็งในตัวอย่างเนื้อเยื่อที่ได้รับ ล้างทางการแพทย์ว่าไม่เป็นมะเร็ง

เราทราบด้วยว่าพังพอนสามารถตรวจจับการติดเชื้อไข้หวัดนกในตัวอย่างอุจจาระก่อนและหลังการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าไวรัสหยุดการแพร่กระจายแล้ว สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าสำหรับเชื้อโรคบางชนิดอาจมีการเปลี่ยนแปลงของสารระเหยในผู้ที่ติดเชื้อ แต่ไม่มีอาการ

เมื่อนักวิทยาศาสตร์เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการรับกลิ่นของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมพวกเขาจะมีโอกาสที่ดีกว่าในการสร้างอุปกรณ์ที่มีความอ่อนไหวและเชื่อถือได้ในการดมกลิ่น

เกี่ยวกับผู้เขียนสนทนา

Glen J.Golden นักวิทยาศาสตร์การวิจัย / นักวิชาการ I, มหาวิทยาลัยรัฐโคโลราโด

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

books_pets

คุณอาจจะชอบ

ภาษาที่ใช้ได้

English แอฟริกาใต้ Arabic จีน (ดั้งเดิม) จีน (ดั้งเดิม) เดนมาร์ก Dutch ฟิลิปปินส์ Finnish French German กรีก ชาวอิสราเอล ภาษาฮินดี ฮังการี Indonesian Italian Japanese Korean Malay Norwegian เปอร์เซีย ขัด Portuguese โรมาเนีย Russian Spanish ภาษาสวาฮิลี Swedish ภาษาไทย ตุรกี ยูเครน ภาษาอูรดู Vietnamese

ติดตาม InnerSelf บน

ไอคอน Facebookไอคอนทวิตเตอร์ไอคอน YouTubeไอคอน instagramไอคอน pintrestไอคอน RSS

 รับล่าสุดทางอีเมล

นิตยสารรายสัปดาห์ แรงบันดาลใจทุกวัน

บทความล่าสุด

ทัศนคติใหม่ - ความเป็นไปได้ใหม่

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | ตลาด InnerSelf
ลิขสิทธิ์© 1985 - 2021 InnerSelf สิ่งพิมพ์ สงวนลิขสิทธิ์.