Deze cyborg-sprinkhanen zouden explosieven zoals TNT ruiken en doorgeven aan hun ‘baasjes’.

In 2016 verschenen beelden van sprinkhanen in de media. Niet zo vreemd, zou je zeggen, maar deze beestjes waren uitgerust met een soort rugzakjes. De wetenschappers van de Washington University wilden met deze opzet onderzoeken of sprinkhanen de geur van explosieven op konden sporen. Hiervoor kregen ze 750.000 dollar (bijna 700.000 euro) van het Office of Naval Research, onderdeel van de Amerikaanse marine.

Hun doel was overigens niet om de dieren in de toekomst in te zetten als bommenspeurders. De onderzoekers hoopten antwoord te geven op de vraag: kunnen e-neuzen (apparaten die specifiek zijn getraind voor bepaalde geuren) eigenschappen ontlenen aan het reuksysteem van sprinkhanen? Hun resultaten hebben ze nu, vier jaar later, gepubliceerd in BiorXiv, de zogenoemde preprint server voor de biologie. Het paper is dus nog niet beoordeeld door vakgenoten.

Lees ook:

• E-neus: elektronisch snuffelen naar ziektes
• Vogels niet veilig voor bidsprinkhaan

Explosieve stoffen

Insecten pikken geuren op met behulp van olfactorische neuronen in hun voelsprieten. Sprinkhanen bezitten tienduizenden van deze zenuwcellen. Als een geur is gedetecteerd, wordt een elektrisch signaal naar een specifiek deel van hun hersenen gestuurd. Dit noemen we de antennale lob. In dit hersengebied plaatsten de onderzoekers elektroden.

Toen het team vervolgens de geuren van explosieve en niet-explosieve materialen op de antennes van zeven sprinkhanen (Schistocerca americana) sprayde, werden verschillende neuronen geactiveerd resulterend in een verschillend elektrisch signaal. Zo wisten de wetenschappers dus precies welk elektrisch signaal bij welke stof hoorde.

80 procent

De sprinkhanen werden daarna door de onderzoekers naar diverse hokjes gebracht waar al dan niet een explosieve stof, zoals TNT of DNT, aanwezig was. Een rugzakje vol sensors stuurde het elektrische signaal dat de dieren produceerden door naar een computer waar de wetenschappers hoopten af te lezen welke stof er in de desbetreffende hokjes lag.

Door de gegevens van alle zeven rugzakjes te combineren, konden de onderzoekers in 80 procent van de gevallen vertellen welke stof waar lag. Als ze alleen afgingen op de data van één sprinkhaan lag dit percentage lager: 60 procent.

Complex mengsel

Hans Smid, hersenspecialist van insecten aan de Wageningen University, laat desgewenst weten het een boeiende studie te vinden. “Maar de methode moet nog worden verfijnd. In het onderzoek zijn enkelvoudige geuren gebruikt (een geur bestaande uit één type molecuul), terwijl in werkelijkheid de geuren als complex mengsel worden aangetroffen.” Het herkennen van TNT binnen een scala van verschillende achtergrondgeuren is een stuk lastiger dan bij enkelvoudige geuren. “Maar niet per se onmogelijk, dus interessant onderzoek!”

Bronnen: BiorXiv.org, New Scientist, Jeffrey Lockwood (University of Wyoming)

Beeld: Baranidharan Raman/Washington University in St. Louis

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!