À la recherche d’explosifs
Poussez-vous, chiens renifleurs : il y a maintenant des sauterelles qui détectent les explosifs. Barani Raman et ses collègues de l’université de Washington dans le Missouri ont fait appel aux sens olfactifs de la sauterelle américaine, Schistocerca americana, pour créer des renifleurs de bombes biologiques.
Chez les insectes, les neurones récepteurs olfactifs de leurs antennes détectent les odeurs chimiques dans l’air. À leur tour, ces neurones envoient des signaux électriques à une partie du cerveau de l’insecte appelée lobe antennal. Chaque antenne de sauterelle possède environ 50 000 de ces neurones.
Pour tester la capacité de reniflage des bombes, l’équipe a soufflé des vapeurs de différents matériaux explosifs sur les antennes des sauterelles, y compris des vapeurs de trinitrotoluène (TNT) et de son précurseur le 2,4-dinitrotoluène (DNT). Comme contrôle, ils ont utilisé des substances non explosives comme l’air chaud et le benzaldéhyde, le principal composant de l’huile d’amandes amères.
En implantant des électrodes dans les lobes antennaires des sauterelles, les chercheurs ont découvert que différents groupes de neurones étaient activés lors de l’exposition aux explosifs. Ils ont analysé les signaux électriques et ont pu différencier les vapeurs d’explosifs des autres, ainsi que les uns des autres.
L’équipe a équipé les sauterelles de minuscules sacs à dos légers équipés de capteurs, capables d’enregistrer et de transmettre sans fil l’activité électrique de leurs lobes antennaires presque instantanément à un ordinateur.
Les sauterelles ont continué à détecter avec succès les explosifs jusqu’à sept heures après que les chercheurs leur aient implanté les électrodes, avant de se fatiguer et de mourir.
Le processus a immobilisé les sauterelles, de sorte que les chercheurs les ont placées sur une plateforme roulante télécommandée pour tester leur capacité à détecter des explosifs à différents endroits. Les sauterelles ont été capables de détecter la plus forte concentration d’explosifs lorsque l’équipe a déplacé la plateforme à différents endroits.
L’équipe a également testé l’effet de la combinaison des informations sensorielles de plusieurs sauterelles, étant donné que dans le monde réel, les produits chimiques peuvent être dispersés par des facteurs environnementaux, notamment le vent.
L’activité neurale de sept sauterelles a permis d’obtenir une précision moyenne de détection de 80%, contre 60 % pour une seule sauterelle.
Le projet a été financé par le Bureau de la recherche navale des États-Unis et les chercheurs pensent que les sauterelles pourraient être utilisées à des fins de sécurité intérieure.
Une des limites de l’étude est qu’elle n’a pas testé la capacité de détection des explosifs des sauterelles en présence de plusieurs odeurs en même temps.
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.10.940866v1
