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과학자들은 인간의 암을 감지하기 위해 메뚜기의 뇌를 해킹했습니다.

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새로운 연구에 따르면 사이보그 메뚜기의 뇌는 실험실에서 인간 암의 명백한 징후를 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 연구원들은 그들의 연구가 언젠가 암 검진에 사용될 수 있는 곤충 기반 호흡 테스트로 이어지거나 거의 동일한 방식으로 작동하는 합성 버전에 영감을 줄 수 있기를 희망합니다.

과거에 다른 동물들은 인간이 아프다는 신호를 인식하도록 배웠습니다. 예를 들어, 개는 언제 주인의 혈당 수치가 떨어지거나 암, 결핵 또는 코비드가 발병하는지 감지하도록 훈련될 수 있습니다.

동물은 인간이 체취나 호흡을 통해 방출하는 화학 물질을 감지하는 것으로 생각됩니다. 화학 물질의 구성은 사람의 신진대사에 따라 다를 수 있으며, 이 구성과 그로 인한 냄새는 질병 중에 변하는 것으로 여겨집니다.

개를 훈련하고 돌보는 데 비용이 많이 듭니다. 데바짓 사하 새로운 연구의 과학자들에 따르면 개의 코 기능을 모방한 장치를 만드는 것은 매우 어렵습니다. Michigan State University의 신경 공학 과학자인 Saha는 “이러한 변화는 1조분의 1 정도로 매우 작습니다.”라고 말했습니다. 따라서 첨단 기술을 사용해도 감지하기 어렵다”고 말했다.

동물은 냄새의 미묘한 변화를 감지하도록 진화했습니다. 그래서 Saha와 그의 동료들은 동물의 뇌를 사용하기로 결정했습니다.

연구자들은 연구를 위해 메뚜기를 선택했습니다. 이 곤충들은 최근 몇 년 동안 잘 연구되었기 때문입니다. 그들은 먼저 살아있는 메뚜기의 뇌를 수술로 제거한 다음 곤충의 더듬이에서 신호를 수신하는 뇌의 엽에 전극을 삽입했습니다. 곤충은 촉수로 냄새를 감지합니다.

연구자들은 세 가지 유형의 인간 구강암 세포와 암이 없는 구강 세포를 키웠습니다. 그들은 장치를 사용하여 각 유형의 세포에서 방출되는 가스를 포착하고 각각의 가스를 메뚜기의 촉수로 전달했습니다.

메뚜기 뇌의 반응은 세포 유형마다 달랐습니다. 기록된 전기적 활동의 패턴은 매우 뚜렷해서 연구자들이 한 종류의 세포에 해당하는 가스를 촉수에 불어넣었을 때 단 한 번의 활동 기록만으로도 그것이 암세포인지 여부를 정확하게 결정할 수 있었습니다. Saha는 살아있는 곤충의 뇌가 암 진단을 위한 도구로 테스트된 것은 이번이 처음이라고 말합니다.

나탈리 플랭크 뉴질랜드 웰링턴의 빅토리아 대학교에서 그는 나노물질을 기반으로 하는 건강 센서를 개발하고 있습니다. 그는 “무언가를 호흡하고 암에 걸릴 위험이 있는지 알아낼 수 있다는 것이 꽤 멋지다”고 새 작업을 흥미롭게 여긴다.

이 실험에서 연구자들은 여러 메뚜기의 뇌 활동을 기록하고 그들의 반응을 결합했습니다. 현재 이것은 명확한 신호를 생성하기 위해 40개의 뉴런의 활동을 기록해야 합니다. 이것은 6~10마리의 메뚜기의 두뇌가 필요하다는 것을 의미합니다. Saha는 더 많은 뉴런의 활동을 기록하는 전극을 사용하기를 희망합니다. 그런 경우 메뚜기의 두뇌를 사용하여 수행할 수 있습니다. 그는 휴대용 장치에서 메뚜기의 두뇌와 촉수를 사용하여 실제 사람에게 테스트할 수 있기를 희망합니다.

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제임스 코빙턴 영국 Warwick 대학의 엔지니어인 는 여러 센서를 구축하고 있습니다. 그는 그러한 장치가 암 클리닉에서 사용될 수 있다고 확신하지 않습니다. “과학적으로 매우 흥미롭습니다.”라고 그는 말합니다. 하지만 이와 같은 것을 암 검진으로 검증하기 위해서는 많은 문제가 있다”고 말했다.

또 다른 질문은 “사람들이 곤충을 이런 식으로 사용해도 괜찮습니까?”입니다. 예를 들어, 폭발물을 감지하도록 훈련된 꿀벌은 대개 나중에 방출된다고 Covington은 말합니다. 그는 꿀벌이 그 후에 다시 좋은 삶을 살 것이라고 말합니다. 그러나 메뚜기의 생명은 파괴되었습니다.

Saha는 메뚜기는 고통을 느끼지 않는다고 말합니다. 따라서 마취가 필요하지 않습니다. 그러나 일부 연구에 따르면 곤충은 우리가 고통스럽다고 생각할 수 있는 것들을 감지하고 피할 수 있습니다. 따라서 부상 후 만성 통증과 같은 지속적인 민감도를 겪을 가능성이 있습니다. Saha는 “신체 기능 면에서 곤충은 죽었습니다.”라고 말합니다. 우리는 그의 두뇌를 살아있게 할 뿐입니다.”

연구자들이 곤충 촉수의 어떤 수용체가 암 탐지에 중요한지 알아낸다면 실험실에서 사본을 만들어 살아있는 곤충 대신 사용할 수 있을 것이라고 플랑크는 말했습니다. 그의 연구에서 그는 초파리 수용체의 작용을 모방하는 실험실에서 만들어진 단백질을 사용합니다. 그는 결국 이 방법을 대규모로 사용할 수 있는 선별 기술로 전환할 수 있는 몇 가지 방법이 있다고 말했습니다.

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