Спящие крысы спасают мир: грызунов научились использовать как супердетекторы
Марусин сон
Кто бы мог подумать, что крысы могут способствовать укреплению обороноспособности страны. В лабораториях Фонда перспективных исследований (ФПИ) живут самые обычные грызуны, которых называют пасюками. Они, правда, к людям привычные, не кусаются. Каждая из них - это уникальный датчик, способный обнаружить взрывчатку по едва уловимым запахам в воздухе.
Маруся, белый симпатичный грызун, «работает» в Фонде больше года. Сейчас она спит. Не потому что устала - ученые специально ввели ее в состояние сна, в котором крыса наиболее эффективна.
- Так ее не отвлекают внешние раздражители, - говорит руководитель проекта направления химико-биологических и медицинских исследований Федор Арсеньев. - И в то же время обоняние работает на все 100 процентов, а мозг анализирует информацию. Мы научились снимать результаты этого анализа и расшифровывать, что превращает крысу в такой детектор запахов, какого мир еще не видел.
«Запаховая матрица»
О необычной чувствительности крыс ходят легенды. Они и с кораблей бегут задолго до крушения, и землетрясения чувствуют... В Сталинграде во время войны крысы стройными рядами выдвигались из города перед каждой бомбежкой. Этот провидческий дар еще предстоит изучить. А вот на феноменальное обоняние грызунов, превосходящее даже собачий нюх, ученые уже давно обратили внимание.
- В отличие от собаки крысы почти слепы, - объясняет заместитель гендиректора ФПИ, руководитель направления химико-биологических и медицинских исследований Александр Панфилов.
- Поиск пищи, предупреждение о приближении хищника - эти задачи они решают в основном с помощью обоняния. За миллионы лет их биологический сенсор развился настолько, что способен улавливать не просто малые, а исчезающие количества вещества в воздухе. Если говорить о взрывчатке, речь может идти о нескольких десятках молекул в объеме пробы воздуха.
Разработанная в ФПИ технология - настоящий прорыв. Крыс для поиска взрывчатки использовали и раньше, но примерно так же, как и собак. Их приходилось долго натаскивать на соответствующий запах, но даже самая обученная крыса часто ошибалась. А Маруся не ошибается. Ведь в ФПИ научились вытаскивать информацию прямо из ее головы еще до того, как она сама успела что-то осознать.
- Каждый запах вызывает реакцию в строго определенных областях мозга, - объясняет Федор Арсеньев. - Наша технология позволяет увидеть эту реакцию, прочитать ее и расшифровать с помощью специального программного обеспечения. Поведение животного не играет никакой роли, крыса для нас - это лишь сенсор, как картридж в принтере, который всегда можно заменить. Обучение крысы занимает всего несколько дней: приучаем крысу к запаху взрывчатки и смотрим, каким образом реагирует ее мозг.
Симбиоз живого организма и техники в одном приборе называется биосенсорной системой. Разработанная технология позволяет выделить один запах из множества. Это кардинально отличает ее от традиционного использования собак.
Запах, например, табака, может сбить собаку со следа. А биосенсорную систему нет - мозг в любом случае зарегистрирует искомое вещество. Ученые ФПИ провели эксперимент с так называемой запаховой матрицей: в бочку поместили окурки сигарет, одеколон, солярку, клей «Момент» и чуть-чуть тротила. Программа в мозге Маруси безошибочно выделила взрывчатку из всего остального.
Три секунды на все
В свободное время Маруся живет в клетке, ее кормят, меняют ей опилки так же, как в любом зоомагазине. А ее рабочее место (и одновременно место сна) - это специальная пластмассовая коробка, похожая на автомобильный пылесос. В трубку перед мордочкой поступает воздух, на голове датчики. Маруся спит, а служба идет - система анализирует воздушный поток. Сигналы с датчиков по радио идут на ноутбук, на экране - графики, похожие на ленту кардиограммы.
- Вот это - вдох и выдох, - Федор Арсеньев указывает на один из графиков. А потом переводит карандаш на другой, где относительно прямая линия периодически превращается в резкие колебания. - А здесь видно, что на вдохе Маруся чувствует некий запах. Именно этот участок нужно расшифровать, то есть понять, есть ли среди этих запахов тот, что мы ищем. И если в гамме запахов будет хоть немного взрывчатки, мы это сразу увидим.
Наверное, в будущем в аэропортах будут «работать» сотни обученных крыс - вентиляторы забирают воздух над чемоданами и доставляют его к мордочкам спящих животных. На сегодняшний день биосенсорная система прошла целый цикл испытаний. Пока ее опробовали применительно к взрывчатке и наркотикам, но в будущем, возможно, крысиный нюх будет использоваться и для идентификации других веществ.
Поражает быстродействие этой системы: от момента поступления запаха до индикации проходит не более трех секунд.
- Наверное, такой аппарат мог бы здорово помочь нашим саперам в Сирии? - спросил я напоследок.
- Возможно, - с присущей ученым осторожностью ответил Федор Арсеньев. - Но в Сирии взрывчатки слишком много, воздух пропитан ее запахом. Пока трудно сказать, как биогибридный сенсор будет реагировать в такой обстановке. Это покажут только новые испытания и исследования.
Другие материалы свежего номера еженедельника «Звезда» вы можете прочитать, скачав электронную версию газеты.
