Бионические носы: восстановление запахов

• Автор:
• Имя автора

  Квантумран Форсайт
• 1 апреля 2024

Сводка статистики

Исследователи разрабатывают устройство, которое могло бы вернуть обоняние тем, кто его потерял, используя носимые технологии и мозговые имплантаты. Это начинание сталкивается с проблемами адаптации к сложности обонятельной системы человека, стремясь точно отобразить и воспроизвести широкий спектр ароматов. Последствия этой технологии включают пользу для здоровья, отраслевые инновации и улучшение мер безопасности.

Контекст бионических носов

В Университете Содружества Вирджинии исследователи под руководством Ричарда Костанцо и Дэниела Коэльо находятся на переднем крае разработки бионического носа, замечательного устройства, которое могло бы вернуть обоняние людям, утратившим его из-за таких заболеваний, как COVID-19, травмы головного мозга, или другие медицинские проблемы. Этот бионический нос сочетает в себе мозговой имплантат и носимое устройство, напоминающее солнцезащитные очки. Когда носимое устройство обнаруживает запахи, эти сигналы передаются обратно в имплантат, активируя обонятельные луковицы в мозгу, которые отвечают за наше восприятие различных запахов. Эта технология, которая все еще находится на ранней стадии разработки, показала многообещающие результаты при тестировании на животных, особенно на крысах. 

Однако применение человеком представляет собой более сложную задачу из-за огромного количества обонятельных рецепторов, которые декодируют тысячи комбинаций запахов. Текущая задача команды — усовершенствовать способность устройства эффективно отображать эти комбинации, вероятно, сосредоточив внимание на ароматах, наиболее значимых для каждого пользователя. Прототип этого бионического носа использует датчики, аналогичные тем, которые используются в коммерческих электронных носах или электронных носах. В своей окончательной форме этот датчик будет не просто сигнализировать о светодиодном свете, но и отправлять сигнал непосредственно в мозг пользователя. 

Концепция заимствует элементы у кохлеарных имплантатов — устройств, используемых для помощи людям с потерей слуха путем передачи звуковой информации в мозг. Здесь принцип аналогичен: преобразование физических стимулов из окружающей среды в электрические сигналы, воздействующие на определенные области мозга. Потеря обоняния, или аносмия, может возникнуть по разным причинам, включая травмы головы, воздействие токсинов, старение и вирусные заболевания, такие как COVID-19. Современные методы лечения ограничены и не всегда эффективны, что подчеркивает потенциальное влияние успешного бионического носа. 

Разрушительное воздействие

Долгосрочное влияние технологии бионического носа выходит за рамки индивидуальной пользы для здоровья и влияет на социальную и экономическую сферы. Людям, потерявшим обоняние, эта технология может позволить испытать сенсорные радости, такие как запах еды и природы, которые многие воспринимают как нечто само собой разумеющееся, и обеспечить безопасность при обнаружении таких опасностей, как утечки газа. Более того, для стареющего населения, у которого часто ухудшаются обонятельные способности, эта технология может значительно улучшить их общий сенсорный опыт и, как следствие, их психическое благополучие.

Между тем, компании в секторе продуктов питания и напитков могут использовать эту технологию для улучшения процессов разработки продукции и контроля качества. Это также может стимулировать инновации в парфюмерной промышленности, где точное воспроизведение и модификация запаха имеют решающее значение. Кроме того, компании, специализирующиеся на оборудовании для обеспечения безопасности, могут внедрить эту технологию в устройства, обнаруживающие вредные газы или другие опасности для окружающей среды.

В сценариях, когда экологические опасности вызывают беспокойство, например, при разливах химических веществ или утечках газа, эта технология может стать важнейшей системой раннего предупреждения, потенциально спасающей жизни. Это также имеет значение для городского планирования и мониторинга окружающей среды, где отслеживание качества воздуха и обнаружение загрязняющих веществ жизненно важно для общественного здравоохранения. Кроме того, эта технология может стать ценным инструментом в медицинской диагностике, помогая раннее выявление заболеваний, характеризующихся изменением запаха, таких как некоторые неврологические расстройства.

Последствия бионических носов

Более широкие последствия бионических носов могут включать: 

• Рост числа персонализированных решений в области здравоохранения: бионические носы помогают на ранней стадии выявления заболеваний путем определения специфических признаков запаха, связанных с различными состояниями здоровья.
• Увеличение спроса на квалифицированную рабочую силу в секторах биотехнологий и разработки сенсоров, что способствует созданию рабочих мест и программам специализированного обучения.
• Сдвиг в маркетинговых стратегиях парфюмерной и косметической индустрии с упором на точность и тиражирование ароматов, что потенциально приведет к созданию более персонализированных потребительских продуктов.
• Разработка новых образовательных программ и направлений исследований в университетах с упором на обонятельные технологии и их применение в различных отраслях.
• Потенциальный сдвиг в демографии пациентов с аносмией (потерей обоняния), обращающихся за лечением, с расширением доступа к технологии бионического носа, улучшающей качество жизни.
• Изменения на рынке товаров бытовой безопасности: бионические носы включены в устройства домашней безопасности для обнаружения дыма, природного газа и других бытовых опасностей.

Вопросы для рассмотрения

• Какие этические проблемы и вопросы конфиденциальности следует решить, когда эта технология станет способна обнаруживать и анализировать запахи в общественных и частных помещениях?
• Как бионические носы могут повлиять на будущее рынков труда и требуемых навыков в различных отраслях?