मूस, नेब्रास्का ह्यूमेन सोसाइटी से मिश्रित नस्ल का कुत्ता, गंध का पता लगाने के काम में प्रशिक्षित होता है। बिल कॉटन / सी.एस.यू., सीसी द्वारा एनडी

संपादक का ध्यान दें: जैसा कि COVID-19 ने दुनिया भर में फैलाना जारी रखा है, वैज्ञानिक इसे ट्रैक करने के लिए नए तरीकों का विश्लेषण कर रहे हैं। एक आशाजनक दृष्टिकोण है कुत्तों को संक्रमित लोगों का पता लगाने के लिए प्रशिक्षण मानव मूत्र या पसीने के नमूनों को सूँघने से। अनुसंधान वैज्ञानिक ग्लेन गोल्डन, जिन्होंने कुत्तों को प्रशिक्षित किया है और पक्षियों में एवियन फ्लू का पता लगाने के लिए फ़र्ज़ी है, बताते हैं कि क्यों कुछ जानवरों को बीमारी सूंघने के लिए अनुकूल है।

1. किस प्रजाति की बीमारी के लिए नाक है?

कुछ जानवरों में गंध की अत्यधिक विकसित इंद्रियां होती हैं। उनमें कृंतक शामिल हैं; कुत्तों और उनके जंगली रिश्तेदारों, जैसे भेड़ियों और कोयोट्स; तथा मस्टलिड्स - मांसाहारी, ऊदबिलाव और फेरीवाले जैसे मांसाहारी स्तनधारी। इन प्रजातियों के दिमागों में तीन या अधिक बार अधिक कार्यात्मक घ्राण रिसेप्टर न्यूरॉन्स होते हैं - तंत्रिका कोशिकाएं जो गंधों का जवाब देती हैं - मनुष्यों और अन्य प्राइमेट्स सहित कम गहरी महक क्षमताओं वाली प्रजातियों की तुलना में।

ये न्यूरॉन्स अस्थिर घ्राण यौगिकों का पता लगाने और पहचानने के लिए जिम्मेदार हैं जो सार्थक संकेत भेजते हैं, जैसे आग से धुआं या ताजे मांस की सुगंध। एक पदार्थ अस्थिर होता है अगर यह तरल से गैस में कम तापमान पर आसानी से बदलता है, जैसे कि एसीटोन जो नेल पॉलिश रिमूवर देता है इसकी फल गंध। एक बार जब यह वाष्पीकृत हो जाता है, तो यह हवा के माध्यम से तेजी से फैल सकता है।

जब इन जानवरों में से एक सार्थक गंध का पता लगाता है, तो रासायनिक संकेत संदेशों में अनुवादित होता है और पूरे मस्तिष्क में पहुंचाया जाता है। संदेश घ्राण कॉर्टेक्स पर एक साथ जाते हैं, जो गंध की पहचान, स्थानीयकरण और याद रखने के लिए और निर्णय लेने और भावनाओं के लिए जिम्मेदार अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों के लिए जिम्मेदार है। तो ये जानवर महान दूरी पर कई रासायनिक संकेतों का पता लगा सकते हैं और उनके बारे में तेजी से और सटीक मानसिक जुड़ाव बना सकते हैं।

2. शोधकर्ता एक लक्ष्य खुशबू का चयन कैसे करते हैं?

ज्यादातर अध्ययनों में, जिन्होंने कैंसर का पता लगाने के लिए कुत्तों का उपयोग किया है, कुत्तों ने शारीरिक नमूनों की पहचान की है, जैसे कि त्वचा, मूत्र या सांस, उन रोगियों से जिन्हें या तो कैंसर का पता चला है या प्रारंभिक अवस्था में अपरिवर्तित कैंसर। वैज्ञानिकों को यह पता नहीं है कि कुत्ते किस गंध का उपयोग करते हैं या क्या यह कैंसर के प्रकार से भिन्न होता है।

अमेरिकी कृषि विभाग राष्ट्रीय वन्यजीव अनुसंधान केंद्र कोलोराडो में और मोनल केमिकल सेंसेस सेंटर पेंसिल्वेनिया में चूहों का पता लगाने के लिए प्रशिक्षित किया गया है एवियन इन्फ्लूएंजा संक्रमित बतख से fecal नमूनों में। बर्ड फ्लू जंगली झुंड में पता लगाने के लिए कठिन है, और यह मनुष्यों में फैल सकता है, इसलिए यह काम वन्यजीव जीवविज्ञानी प्रकोपों ​​की निगरानी के लिए बनाया गया है।

मोनेल में किमबॉल लैब ने चूहों को एक इनाम प्राप्त करने के लिए सिखाया जब उन्होंने एक संक्रमित जानवर से एक सकारात्मक नमूने की पुष्टि की। उदाहरण के लिए, चूहों को पानी का एक पेय मिलेगा जब उन्होंने वाई-आकार के चक्रव्यूह के नीचे की यात्रा की, जिसमें एवियन इन्फ्लूएंजा वायरस से संक्रमित बतख से मल शामिल था।

फेकल के नमूनों का रासायनिक रूप से विश्लेषण करके, शोधकर्ताओं ने पाया कि बर्ड फ्लू के कारण एक बतख के संक्रमित रासायनिक यौगिकों की एकाग्रता बदल गई। तो उन्होंने अनुमान लगाया कि यह बदली हुई गंध प्रोफ़ाइल थी जिसे चूहों ने मान्यता दी थी।

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मस्टर्ड परिवार के सदस्य, जैसे कि फेरेट्स, बैजर्स और ऊदबिलाव, गंध की अत्यधिक विकसित इंद्रियां हैं। यहाँ एक वूल्वरिन जमे हुए मांस को सूँघकर बर्फ में गाड़ देता है।

उस काम पर बिल्डिंग, हमने कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी और नेशनल वाइल्डलाइफ रिसर्च सेंटर के बीच सहयोगात्मक अध्ययन में फ़ॉवेल में एवियन इन्फ्लूएंजा, जैसे जंगली बतख और घरेलू मुर्गियों का पता लगाने के लिए फ़िरेट्स और कुत्तों को प्रशिक्षित किया है, जो वर्तमान में प्रकाशन के लिए समीक्षा के अधीन है।

Ferrets के साथ, हमने उन्हें सचेत करने के लिए प्रशिक्षण दिया, या संकेत दिया कि उन्होंने लक्ष्य गंध का पता लगाया था, एक बॉक्स पर खरोंच करके जिसमें उन अस्थिर यौगिकों के उच्च अनुपात थे और उन बक्से की उपेक्षा करने के लिए जिनमें कम अनुपात थे। आगे हमने संक्रमित और अधूरे बत्तख दोनों से फेरेट्स फेक सैंपल दिखाए, और फेरीस्ट ने तुरंत एक संक्रमित बत्तख से फेकल सैंपल वाले बॉक्स को अलर्ट करना शुरू कर दिया।

यह दृष्टिकोण उस तरह से है जैसे कुत्तों को विस्फोटक या अवैध दवाओं में ज्ञात अस्थिर गंध का पता लगाने के लिए प्रशिक्षित किया जाता है। कभी-कभी, हालांकि, हमें डिटेक्टर जानवर को गंध प्रोफ़ाइल निर्धारित करने देना होगा जो वह प्रतिक्रिया देगा।

3. क्या जानवरों को एक से अधिक लक्ष्य का पता लगाने के लिए प्रशिक्षित किया जा सकता है?

हाँ। एक प्रशिक्षित जानवर का पता लगाने के बारे में भ्रम से बचने के लिए, हम इसे प्रत्येक लक्ष्य गंध के लिए एक अलग व्यवहार प्रतिक्रिया सिखा सकते हैं।

उदाहरण के लिए, अमेरिकी कृषि विभाग में कुत्ते वन्यजीव सेवा कैनाइन रोग का पता लगाने का कार्यक्रम एक आक्रामक चेतावनी के साथ प्रतिक्रिया करें, जैसे कि खरोंच, जब वे बर्ड फ्लू से संक्रमित बतख से एक नमूना का पता लगाते हैं। जब वे एक सफेद-पूंछ वाले हिरण से एक नमूने का पता लगाते हैं जो कि उस कारण से संक्रमित होता है पुरानी बर्बाद कर देने वाली बीमारी, वे निष्क्रिय चेतावनी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं जैसे कि नीचे बैठना।

ऑबर्न विश्वविद्यालय के शोध से पता चला है कि कुत्ते याद कर सकते हैं और प्रतिक्रिया दे सकते हैं एक गंध स्मृति कार्य के दौरान 72 गंध। एकमात्र सीमा यह है कि एक कुत्ते कितने तरीकों से विभिन्न गंध संकेतों के बारे में संवाद कर सकता है।

एक संकेत हेलसिंकी हवाई अड्डे पर एक पायलट अध्ययन के बारे में यात्रियों को सूचित करता है जो गंध द्वारा संक्रमण का पता लगाने के लिए कुत्तों का उपयोग करके नि: शुल्क कोरोनोवायरस परीक्षण प्रदान करता है। शोजा लक / गेटी इमेजेज

4. किस प्रकार के कारक इस प्रक्रिया को जटिल कर सकते हैं?

सबसे पहले, बीमारी का पता लगाने के लिए जानवरों को प्रशिक्षित करने वाले किसी भी संगठन को सही प्रकार की प्रयोगशाला और उपकरण की आवश्यकता होती है। बीमारी के आधार पर, जिसमें व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण और एयर फ़िल्टरिंग शामिल हो सकते हैं।

एक और चिंता यह है कि क्या रोगज़नक़ों का पता लगाने वाले जानवरों को संक्रमित किया जा सकता है। यदि यह जोखिम है, तो शोधकर्ताओं को जानवरों को उजागर करने से पहले नमूनों को निष्क्रिय करने की आवश्यकता हो सकती है। फिर उन्हें यह देखने की जरूरत है कि क्या उस प्रक्रिया ने वाष्पशील को बदल दिया है कि वे जानवरों को संक्रमण से जोड़ना सिखा रहे हैं।

अंत में, हैंडलर को यह सोचना होगा कि क्षेत्र में जानवरों का पता लगाने से वांछित प्रतिक्रिया को कैसे मजबूत किया जाए। यदि वे ज्यादातर गैर-विहीन लोगों की आबादी में काम कर रहे हैं - उदाहरण के लिए, एक हवाई अड्डे में - और एक जानवर को इनाम अर्जित करने का मौका नहीं मिलता है, तो यह ब्याज खो सकता है और काम करना बंद कर सकता है। हम उन जानवरों की तलाश करते हैं जिनके पास बिना रुके काम करने की एक मजबूत ड्राइव है, लेकिन बिना इनाम के लंबे समय तक काम करना सबसे प्रेरित जानवर के लिए भी चुनौतीपूर्ण हो सकता है।

5. ऐसा मशीन क्यों नहीं बनाया जा सकता जो ऐसा कर सके?

अभी हमारे पास ऐसे उपकरण नहीं हैं जो गंध की अच्छी तरह से विकसित इंद्रियों वाले जानवरों के समान संवेदनशील हैं। उदाहरण के लिए, एक कुत्ते की गंध की भावना है किसी भी यांत्रिक उपकरण की तुलना में कम से कम 1,000 गुना अधिक संवेदनशील। यह समझा सकता है कि कुत्तों को ऊतक के नमूनों में कैंसर का पता क्यों चला है चिकित्सकीय रूप से साफ किया गया कि कैंसर नहीं है

हम यह भी जानते हैं कि प्रयोगशाला विश्लेषण से पहले और बाद में फेरेट्स एवियन फ्लू के संक्रमण का पता लगा सकते हैं कि वायरस ने बहना बंद कर दिया है। इससे पता चलता है कि कुछ रोगजनकों के लिए, संक्रमित व्यक्तियों में वाष्पशील में परिवर्तन हो सकते हैं, लेकिन स्पर्शोन्मुख हैं।

जैसा कि वैज्ञानिकों को पता है कि स्तनधारियों की गंध की भावना कैसे काम करती है, उनके पास उन उपकरणों को बनाने का बेहतर मौका होगा जो रोग को सूँघने में संवेदनशील और विश्वसनीय हैं।

लेखक के बारे में

ग्लेन जे। गोल्डन, रिसर्च साइंटिस्ट / स्कॉलर I, कोलोराडो राज्य विश्वविद्यालय

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

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