爆発物を探知するサイボーグバッタが誕生、脳の嗅覚中枢に電極を接続（米研究）※バッタ出演中

　アメリカ、セントルイス・ワシントン大学が進めている研究は、あるものを使って爆発物を探知しようというものだ。それは昆虫のバッタである。

　アメリカトビバッタ（Schistocerca americana）を利用して爆発探知バッタを誕生させたのは、生物医学工学者のバラニ・ラマン博士だ。彼はバッタに電極を移植し、それを脳の嗅覚中枢と接続することで、爆発性の匂いを探知できるサイボーグバッタを作り上げた。

ニオイを嗅ぎ分けることができる昆虫の触角

　昆虫の触角には嗅覚受容体が備わっており、それを使って食べ物の在り処や危険を告げるニオイを嗅ぎ分けることができる。

　この受容体で検出された情報は、脳の「触角葉」という領域に送信される。ここは人間の嗅覚中枢と同じような働きをしているところだ。

　バッタの触角1本で得られた情報は、触角葉にある5万個の神経細胞に入力される。そこで、その活動を計測してやれば、爆発物のニオイを検出できるようになるのでは？ とラマン博士は閃いた。

触角葉に電極をインプラントしてハッキング

　そこで研究グループは、バッタの触角をハッキングするために、小さな電極を触角葉に移植。そこに各種爆薬をまぶすという実験を行った。

　実験で使われたのは、「TNT」、「2,4-ジニトロトルエン（TNTの前駆体）」、熱した空気、「ベンズアルデヒド（アーモンドの香り成分）」で、後者2つは爆薬ではなく比較対象だ。

　これら化合物が触覚にまぶされたときにバッタの脳に生じた神経活動パターンを計測。何度かテストした結果、そのパターンの種類を見れば、化合物の違いを見分けられるようになった。

　そして仕上げに、バッタの背中に送信器をマウント。これは電極が検出した神経活動パターンをリアルタイムでコンピューターに送信するためのものだ。

最大80パーセントの精度で爆発物の探知に成功

　こうして誕生した爆発物探知バッタを利用することで、電極移植から7時間は見事に爆発物を検出することができたそうだ。7時間で終わったのは、その時点でバッタが死んでしまったからだ。

　ついでに手術のおかげでバッタはうまく動けなくなってしまい、移動しながら爆発物を探知させる実験では、リモコン操作の小型カートに乗せてやらねばならなかったという。

　だがバッタの嗅覚の感度は良好で、いろいろな場所を移動しながら、爆薬の濃度が高いエリアを検出することができた。

　個々のバッタの検出精度は60パーセントだが、7匹のグループで運用することで80パーセントにまで高めることができたそうだ。ただし、今回は複数のニオイがある条件での実験はされていないとのことだ。

　この研究は現在『bioRxiv』（2月11日投稿）で閲覧できる。

References:zmescience / iflscienceなど/ written by hiroching / edited by parumo
あわせて読みたい
昆虫の脳を持ち、意識を宿したロボットの開発を目指すアメリカの米国防総省とDARPA（国防高等研究計画局）


生きたクラゲに推進システムを搭載、高速遊泳可能なサイボーグ・クラゲが誕生（米研究）


おちおちクルクルできなくなる。遠隔操作によってスパイする半昆虫半機械の遺伝子改変サイボーグトンボが公開される


昆虫が痛みを感じない理由は寿命の短さにあった？（米研究）


ドローンから昆虫型の小型ドローンが大量散布。NASAが使い捨て偵察ドローンの飛行実験