Trwynau bionic: Adfer arogleuon

• Awdur:
• enw awdur

  Rhagolwg Quantumrun
• Ebrill 1, 2024

Crynodeb mewnwelediad

Mae ymchwilwyr yn datblygu dyfais a allai roi'r ymdeimlad o arogl yn ôl i'r rhai sydd wedi'i golli, gan ddefnyddio technoleg gwisgadwy a mewnblaniadau ymennydd. Mae'r ymdrech hon yn wynebu heriau wrth addasu i gymhlethdod y system arogleuol ddynol, gan anelu at fapio ac atgynhyrchu ystod eang o arogleuon yn gywir. Mae goblygiadau'r dechnoleg hon yn rhychwantu buddion iechyd, arloesi diwydiant, a gwell mesurau diogelwch.

Cyd-destun trwynau bionig

Ym Mhrifysgol Gymanwlad Virginia, mae ymchwilwyr dan arweiniad Richard Costanzo a Daniel Coelho ar flaen y gad o ran datblygu trwyn bionig, dyfais ryfeddol a allai adfer yr ymdeimlad o arogl i unigolion sydd wedi'i golli oherwydd cyflyrau fel COVID-19, anafiadau i'r ymennydd, neu faterion meddygol eraill. Mae'r trwyn bionig hwn yn cyfuno mewnblaniad ymennydd â dyfais gwisgadwy sy'n debyg i sbectol haul. Pan fydd y gwisgadwy yn canfod arogleuon, trosglwyddir y signalau hyn yn ôl i'r mewnblaniad, gan actifadu'r bylbiau arogleuol yn yr ymennydd, sy'n gyfrifol am ein canfyddiad o wahanol arogleuon. Mae'r dechnoleg hon, sy'n dal yn ei chyfnodau cynnar, wedi dangos canlyniadau addawol mewn profion anifeiliaid, yn enwedig gyda llygod mawr. 

Fodd bynnag, mae cymhwysiad dynol yn her fwy cymhleth oherwydd ein hamrywiaeth helaeth o dderbynyddion arogl sy'n dadgodio miloedd o gyfuniadau arogleuon. Tasg bresennol y tîm yw mireinio gallu'r ddyfais i fapio'r cyfuniadau hyn yn effeithiol, gan ganolbwyntio'n debygol ar yr arogleuon sydd fwyaf arwyddocaol i bob defnyddiwr. Mae prototeip y trwyn bionig hwn yn defnyddio synwyryddion tebyg i'r rhai mewn trwynau electronig masnachol neu e-trwynau. Yn ei ffurf derfynol, ni fydd y synhwyrydd hwn yn arwydd o olau LED yn unig ond bydd yn anfon signal yn uniongyrchol i ymennydd y defnyddiwr. 

Mae'r cysyniad yn benthyca elfennau o fewnblaniadau yn y cochlea, dyfeisiau a ddefnyddir i gynorthwyo pobl â cholled clyw trwy gyfleu gwybodaeth gadarn i'r ymennydd. Yma, mae'r egwyddor yn debyg: trosi ysgogiadau corfforol o'r amgylchedd yn signalau trydanol sy'n targedu rhanbarthau ymennydd penodol. Gall colli arogl, neu anosmia, godi o wahanol achosion, gan gynnwys anafiadau i'r pen, dod i gysylltiad â thocsinau, dirywiad sy'n gysylltiedig ag oedran, a chlefydau firaol fel COVID-19. Mae triniaethau presennol yn gyfyngedig ac nid ydynt yn effeithiol yn gyffredinol, gan danlinellu effaith bosibl trwyn bionig llwyddiannus. 

Effaith aflonyddgar

Mae effaith hirdymor y dechnoleg trwyn bionig yn ymestyn y tu hwnt i fanteision iechyd unigol i barthau cymdeithasol ac economaidd. I unigolion sydd wedi colli eu synnwyr arogli, gallai'r dechnoleg hon eu galluogi i brofi llawenydd synhwyraidd fel arogl bwyd a natur, y mae llawer yn ei gymryd yn ganiataol, a darparu diogelwch wrth ganfod peryglon fel gollyngiadau nwy. Ar ben hynny, ar gyfer y boblogaeth sy'n heneiddio, sy'n aml yn profi llai o alluoedd arogleuol, gallai'r dechnoleg hon wella eu profiad synhwyraidd cyffredinol yn sylweddol ac, o ganlyniad, eu lles meddyliol.

Yn y cyfamser, gallai cwmnïau yn y sector bwyd a diod ddefnyddio'r dechnoleg hon i wella prosesau datblygu cynnyrch a rheoli ansawdd. Gallai hefyd ysgogi arloesedd yn y diwydiant persawr, lle mae'n hanfodol atgynhyrchu ac addasu arogleuon manwl gywir. Yn ogystal, gallai cwmnïau sy'n arbenigo mewn offer diogelwch ymgorffori'r dechnoleg hon mewn dyfeisiau sy'n canfod nwyon niweidiol neu beryglon amgylcheddol eraill.

Mewn senarios lle mae peryglon amgylcheddol yn bryder, megis gollyngiadau cemegol neu ollyngiadau nwy, gallai'r dechnoleg hon ddarparu system rhybuddio cynnar hanfodol, a allai achub bywydau. Mae ganddo hefyd oblygiadau ar gyfer cynllunio trefol a monitro amgylcheddol, lle mae olrhain ansawdd aer a chanfod llygryddion yn hanfodol i iechyd y cyhoedd. Ar ben hynny, gallai'r dechnoleg hon fod yn arf gwerthfawr mewn diagnosteg feddygol, gan helpu i ganfod yn gynnar afiechydon a nodweddir gan newidiadau mewn arogl, megis rhai anhwylderau niwrolegol.

Goblygiadau trwynau bionig

Gall goblygiadau ehangach trwynau bionig gynnwys: 

• Cynnydd mewn datrysiadau gofal iechyd personol, gyda thrwynau bionig yn helpu i ganfod clefydau'n gynnar trwy nodi arwyddion arogl penodol sy'n gysylltiedig â chyflyrau iechyd amrywiol.
• Galw cynyddol am lafur medrus yn y sectorau biotechnoleg a datblygu synwyryddion, gan ysgogi creu swyddi a rhaglenni hyfforddi arbenigol.
• Newid yn strategaethau marchnata'r diwydiant persawr a harddwch, gan ganolbwyntio ar gywirdeb arogl ac atgynhyrchu, gan arwain o bosibl at gynhyrchion defnyddwyr mwy personol.
• Datblygu rhaglenni addysgol a meysydd ymchwil newydd mewn prifysgolion, gan ganolbwyntio ar dechnoleg arogleuol a'i chymwysiadau ar draws diwydiannau amrywiol.
• Newid posibl yn nemograffeg cleifion anosmia (colli arogl) sy'n ceisio triniaeth, gyda mynediad cynyddol i dechnoleg trwyn bionig yn gwella ansawdd bywyd.
• Newidiadau yn y farchnad cynhyrchion diogelwch cartref, gyda thrwynau bionig wedi'u hymgorffori mewn dyfeisiau diogelwch cartref ar gyfer canfod mwg, nwy naturiol, a pheryglon domestig eraill.

Cwestiynau i'w hystyried

• Pa bryderon moesegol a phreifatrwydd y dylid rhoi sylw iddynt wrth i'r dechnoleg hon ddod yn gallu canfod a dadansoddi arogleuon mewn mannau cyhoeddus a phreifat?
• Sut gallai trwynau bionig ddylanwadu ar ddyfodol marchnadoedd swyddi a setiau sgiliau gofynnol mewn diwydiannau amrywiol?