Moose, mbwa mchanganyiko wa jamii kutoka Nebraska Humane Society, hufundisha kazi ya kugundua harufu. Pamba ya Muswada / CSU, CC BY-ND

Ujumbe wa Mhariri: Kama COVID-19 imeendelea kuenea ulimwenguni, wanasayansi wanachambua njia mpya za kuifuatilia. Njia moja ya kuahidi ni kufundisha mbwa kugundua watu walioambukizwa kwa kunusa sampuli za mkojo wa binadamu au jasho. Mwanasayansi wa utafiti Glen Golden, ambaye amefundisha mbwa na ferrets kugundua homa ya ndege katika ndege, anaelezea kwanini wanyama wengine wanafaa kuvuta magonjwa.

1. Ni spishi gani zilizo na pua ya ugonjwa?

Wanyama wengine wana hisi zilizoendelea sana za harufu. Ni pamoja na panya; mbwa na jamaa zao wa porini, kama mbwa mwitu na coyotes; na haradali - mamalia wa kula kama vile weasels, otters na ferrets. Ubongo wa spishi hizi zina mara tatu au zaidi ya kazi ya seli za neva za kunusa - seli za neva zinazojibu harufu - kuliko spishi zilizo na uwezo mdogo wa kunusa, pamoja na wanadamu na nyani wengine.

Neuroni hizi zinawajibika kugundua na kugundua misombo tete ya kunusa ambayo hutuma ishara za maana, kama moshi kutoka kwa moto au harufu ya nyama safi. Dutu hii hubadilika-badilika ikiwa hubadilika kwa urahisi kutoka giligili kwenda gesi kwenye joto la chini, kama asetoni inayompa msosi msumari harufu yake ya matunda. Mara tu inapopuka, inaweza kuenea haraka kupitia hewa.

Wakati mmoja wa wanyama hawa anapogundua harufu ya maana, ishara ya kemikali hutafsiriwa katika ujumbe na kusafirishwa katika ubongo wake wote. Ujumbe huenda wakati huo huo kwa gamba la kunusa, ambalo linawajibika kutambua, kuweka ujanibishaji na kukumbuka harufu, na kwa mikoa mingine ya ubongo inayohusika na uamuzi na hisia. Kwa hivyo wanyama hawa wanaweza kugundua ishara nyingi za kemikali kwa umbali mrefu na wanaweza kufanya vyama vya akili vya haraka na sahihi juu yao.

2. Je! Watafiti huchaguaje harufu ya kulenga?

Katika tafiti nyingi ambazo zimetumia mbwa kugundua saratani, mbwa wamegundua sampuli za mwili, kama ngozi, mkojo au pumzi, kutoka kwa wagonjwa ambao wamegunduliwa na saratani au wana saratani isiyojulikana katika hatua ya mwanzo. Wanasayansi hawajui mbwa hutumia harufu gani au ikiwa inatofautiana na aina ya saratani.

Idara ya Kilimo ya Merika Kituo cha kitaifa cha Utafiti wa Wanyamapori huko Colorado na Kituo cha senso za kemikali za Monell huko Pennsylvania wamefundisha panya kugundua mafua ya ndege katika sampuli za kinyesi kutoka kwa bata walioambukizwa. Homa ya ndege ni ngumu kugundua katika makundi ya mwitu, nayo inaweza kuenea kwa wanadamu, kwa hivyo kazi hii imeundwa kusaidia wanabiolojia wa wanyamapori kufuatilia milipuko.

Maabara ya Kimball huko Monell ilifundisha panya kupata tuzo wakati waliposikia sampuli nzuri iliyothibitishwa kutoka kwa mnyama aliyeambukizwa. Kwa mfano, panya wangepata maji ya kunywa waliposafiri chini ya mkono wa maze yenye umbo la Y ambayo yalikuwa na kinyesi kutoka kwa bata aliyeambukizwa na virusi vya mafua ya ndege.

Kwa kuchambua kemikali hizo sampuli za kinyesi, watafiti waligundua kuwa mkusanyiko wa misombo tete ya kemikali ndani yao ilibadilika wakati bata iliambukizwa na homa ya ndege. Kwa hivyo walidhani kuwa wasifu huu wa harufu uliobadilishwa ndio panya walitambua.

{vembed Y = 0UxLt3yugUA}
Washiriki wa familia ya haradali, kama vile ferrets, badgers na otters, wana hisia za harufu nzuri. Hapa mbwa mwitu huvuta nyama iliyohifadhiwa iliyozikwa ndani ya theluji.

Kuijenga kazi hiyo, tumefundisha ferrets na mbwa kugundua mafua ya ndege katika ndege, kama vile bata wa porini na kuku wa nyumbani, katika utafiti wa kushirikiana kati ya Chuo Kikuu cha Jimbo la Colorado na Kituo cha Utafiti wa Wanyamapori ambacho sasa kinachunguzwa kwa kuchapishwa.

Na ferrets, tulianza kwa kuwafundisha kutoa tahadhari, au kuashiria kwamba wamegundua harufu ya lengo, kwa kujikuna kwenye sanduku ambalo lilikuwa na viwango vya juu vya misombo hiyo tete na kupuuza masanduku ambayo yalikuwa na uwiano wa chini. Ifuatayo tulionyesha sampuli za kinyesi cha ferrets kutoka kwa bata wote walioambukizwa na wasioambukizwa, na ferrets mara moja wakaanza kutahadharisha kwenye sanduku lenye sampuli ya kinyesi kutoka kwa bata aliyeambukizwa.

Njia hii ni sawa na njia ambayo mbwa hufundishwa kugundua harufu mbaya inayojulikana katika vilipuzi au dawa haramu. Wakati mwingine, hata hivyo, tunapaswa kumruhusu mnyama kipelelezi aamue wasifu wa harufu ambayo atajibu.

3. Je! Wanyama wanaweza kufundishwa kugundua zaidi ya shabaha moja?

Ndio. Ili kuzuia kuchanganyikiwa juu ya kile mnyama aliyefundishwa anachunguza, tunaweza kumfundisha majibu tofauti ya tabia kwa kila harufu ya kulenga.

Kwa mfano, mbwa katika Idara ya Kilimo ya Merika Programu ya Ugunduzi wa Magonjwa ya Canine jibu kwa tahadhari kali, kama kukwaruza, wanapogundua sampuli kutoka kwa bata iliyoambukizwa na homa ya ndege. Wanapogundua sampuli kutoka kwa kulungu mwenye mkia mweupe aliyeambukizwa na prion ambayo husababisha ugonjwa wa kupoteza muda mrefu, hujibu kwa tahadhari kama vile kukaa chini.

Utafiti katika Chuo Kikuu cha Auburn umeonyesha kuwa mbwa wanaweza kukumbuka na kujibu Harufu 72 wakati wa kazi ya kumbukumbu ya harufu. Upeo pekee ni njia ngapi mbwa anaweza kuwasiliana juu ya vidokezo tofauti vya harufu.

Ishara inawaarifu wasafiri juu ya utafiti wa majaribio katika uwanja wa ndege wa Helsinki ambao hutoa vipimo vya bure vya coronavirus ukitumia mbwa kugundua maambukizo kwa harufu. Picha za Shoja Lak / Getty

4. Je! Ni aina gani za sababu zinaweza kutatiza mchakato huu?

Kwanza, shirika lolote linalofundisha wanyama kugundua magonjwa linahitaji aina sahihi ya maabara na vifaa. Kulingana na ugonjwa huo, hiyo inaweza kujumuisha vifaa vya ulinzi wa kibinafsi na uchujaji wa hewa.

Wasiwasi mwingine ni ikiwa pathojeni inaweza kuambukiza wanyama wa kugundua. Ikiwa hiyo ni hatari, watafiti wanaweza kuhitaji kuzima sampuli kabla ya kufunua wanyama. Halafu wanahitaji kuona ikiwa mchakato huo umebadilisha machafuko ambayo wanafundisha wanyama kuhusishwa na maambukizo.

Mwishowe, washughulikiaji wanapaswa kufikiria jinsi ya kuimarisha jibu linalohitajika kutoka kwa wanyama wa kugundua uwanjani. Ikiwa wanafanya kazi katika idadi ya watu ambao hawajaambukizwa - kwa mfano, katika uwanja wa ndege - na mnyama hapati nafasi ya kupata tuzo, anaweza kupoteza hamu na kuacha kufanya kazi. Tunatafuta wanyama ambao wana nguvu ya kufanya kazi bila kuacha, lakini kufanya kazi kwa muda mrefu bila malipo kunaweza kuwa changamoto kwa hata mnyama aliye na motisha zaidi.

5. Kwa nini usijenge mashine inayoweza kufanya hivyo?

Hivi sasa hatuna vifaa ambavyo ni nyeti kama wanyama wenye hisia nzuri za harufu. Kwa mfano, hisia ya mbwa ya harufu ni angalau nyeti mara 1,000 kuliko kifaa chochote cha mitambo. Hii inaweza kuelezea kwa nini mbwa wamegundua saratani katika sampuli za tishu ambazo zimekuwa ilisafishwa kiafya kama sio saratani

Tunajua pia kwamba ferrets inaweza kugundua maambukizo ya homa ya ndege katika sampuli za kinyesi kabla na baada ya uchambuzi wa maabara unaonyesha kuwa virusi vimeacha kumwaga. Hii inaonyesha kuwa kwa vimelea vingine vya magonjwa, kunaweza kuwa na mabadiliko katika hali mbaya kwa watu ambao wameambukizwa lakini hawana dalili.

Wanasayansi wanapojifunza zaidi juu ya jinsi hisia za mamalia za harufu zinavyofanya kazi, watakuwa na nafasi nzuri ya kuunda vifaa ambavyo ni nyeti na vya kuaminika katika kunusa magonjwa.

Kuhusu Mwandishi

Glen J. Golden, Mwanasayansi ya Utafiti / Msomi I, Chuo Kikuu cha Colorado State

Makala hii imechapishwa tena kutoka Mazungumzo chini ya leseni ya Creative Commons. Soma awali ya makala.

Vitabu kuhusu Wanyama Kipenzi kutoka kwenye orodha ya Wauzaji Bora wa Amazon

"Mwongozo wa Kompyuta kwa Agility ya Mbwa"

na Laurie Leach

Kitabu hiki ni mwongozo wa kina wa wepesi wa mbwa, ikijumuisha mbinu za mafunzo, vifaa, na sheria za ushindani. Kitabu hiki kinajumuisha maagizo ya hatua kwa hatua ya mafunzo na kushindana kwa agility, pamoja na ushauri wa kuchagua mbwa sahihi na vifaa.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza

"Mapinduzi ya Mafunzo ya Mbwa wa Zak George: Mwongozo Kamili wa Kukuza Kipenzi Kamili kwa Upendo"

na Zak George na Dina Roth Port

Katika kitabu hiki, Zak George anatoa mwongozo wa kina wa mafunzo ya mbwa, ikijumuisha mbinu chanya za uimarishaji na ushauri wa kushughulikia masuala ya tabia ya kawaida. Kitabu hiki pia kinajumuisha habari juu ya kuchagua mbwa sahihi na kujiandaa kwa kuwasili kwa mnyama mpya.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza

"Genius ya Mbwa: Jinsi Mbwa Wana akili kuliko Unavyofikiria"

na Brian Hare na Vanessa Woods

Katika kitabu hiki, waandishi Brian Hare na Vanessa Woods wanachunguza uwezo wa utambuzi wa mbwa na uhusiano wao wa kipekee na wanadamu. Kitabu hiki kinajumuisha habari juu ya sayansi nyuma ya akili ya mbwa, pamoja na vidokezo vya kuimarisha uhusiano kati ya mbwa na wamiliki wao.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza

"Kitabu cha Furaha cha Mbwa wa Mbwa: Mwongozo wako dhahiri wa Utunzaji wa Mbwa na Mafunzo ya Mapema"

na Pippa Mattinson

Kitabu hiki ni mwongozo wa kina wa utunzaji wa mbwa na mafunzo ya mapema, ikijumuisha ushauri wa kuchagua mbwa sahihi, mbinu za mafunzo, na habari za afya na lishe. Kitabu hiki pia kinajumuisha vidokezo vya kushirikiana na watoto wa mbwa na kujiandaa kwa kuwasili kwao.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza