Bionische neuzen: Herstellen van geuren

• Auteur:
• auteursnaam

  Quantumrun-prognose
• 1 april 2024

Samenvatting inzicht

Onderzoekers ontwikkelen een apparaat dat het reukvermogen kan teruggeven aan degenen die het hebben verloren, met behulp van draagbare technologie en hersenimplantaten. Dit streven wordt geconfronteerd met uitdagingen bij het aanpassen aan de complexiteit van het menselijke reuksysteem, met als doel een breed scala aan geuren nauwkeurig in kaart te brengen en te repliceren. De implicaties van deze technologie omvatten gezondheidsvoordelen, industriële innovatie en verbeterde veiligheidsmaatregelen.

Bionische neuzen context

Aan de Virginia Commonwealth University lopen onderzoekers onder leiding van Richard Costanzo en Daniel Coelho voorop bij de ontwikkeling van een bionische neus, een opmerkelijk apparaat dat het reukvermogen zou kunnen herstellen bij personen die het hebben verloren door aandoeningen als COVID-19, hersenletsel, of andere medische problemen. Deze bionische neus combineert een hersenimplantaat met een draagbaar apparaat dat op een zonnebril lijkt. Wanneer de wearable geuren detecteert, worden deze signalen teruggestuurd naar het implantaat, waardoor de reukbollen in de hersenen worden geactiveerd, die verantwoordelijk zijn voor onze perceptie van verschillende geuren. Deze technologie, die nog in de kinderschoenen staat, heeft veelbelovende resultaten opgeleverd bij dierproeven, vooral bij ratten. 

Toepassing op de mens vormt echter een complexere uitdaging vanwege ons enorme scala aan geurreceptoren die duizenden geurcombinaties decoderen. De huidige taak van het team is het verfijnen van het vermogen van het apparaat om deze combinaties effectief in kaart te brengen, waarbij de nadruk waarschijnlijk ligt op de geuren die voor elke gebruiker het belangrijkst zijn. Het prototype van deze bionische neus maakt gebruik van sensoren die vergelijkbaar zijn met die in commerciële elektronische neuzen of e-neuzen. In zijn uiteindelijke vorm zal deze sensor niet alleen een LED-lampje signaleren, maar een signaal rechtstreeks naar de hersenen van de gebruiker sturen. 

Het concept leent elementen van cochleaire implantaten, apparaten die worden gebruikt om mensen met gehoorverlies te helpen door geluidsinformatie naar de hersenen over te brengen. Hier is het principe vergelijkbaar: fysieke prikkels uit de omgeving omzetten in elektrische signalen die zich op specifieke hersengebieden richten. Het reukverlies, of anosmie, kan verschillende oorzaken hebben, waaronder hoofdletsel, blootstelling aan gifstoffen, leeftijdsgebonden achteruitgang en virusziekten zoals COVID-19. De huidige behandelingen zijn beperkt en niet universeel effectief, wat de potentiële impact van een succesvolle bionische neus onderstreept. 

Disruptieve impact

De langetermijnimpact van de bionische neustechnologie reikt verder dan individuele gezondheidsvoordelen naar maatschappelijke en economische domeinen. Voor personen die hun reukvermogen zijn kwijtgeraakt, zou deze technologie hen in staat kunnen stellen zintuiglijke geneugten te ervaren zoals de geur van voedsel en de natuur, die velen als vanzelfsprekend beschouwen, en veiligheid kunnen bieden bij het opsporen van gevaren zoals gaslekken. Bovendien zou deze technologie voor de vergrijzende bevolking, die vaak een verminderd reukvermogen ervaart, hun algehele zintuiglijke ervaring en, bij uitbreiding, hun mentale welzijn aanzienlijk kunnen verbeteren.

Ondertussen zouden bedrijven in de voedingsmiddelen- en drankensector deze technologie kunnen gebruiken om de productontwikkeling en kwaliteitscontroleprocessen te verbeteren. Het zou ook de innovatie in de geurindustrie kunnen stimuleren, waar nauwkeurige geurreplicatie en -modificatie cruciaal zijn. Bovendien zouden bedrijven die gespecialiseerd zijn in veiligheidsapparatuur deze technologie kunnen integreren in apparaten die schadelijke gassen of andere gevaren voor het milieu detecteren.

In scenario's waarin gevaren voor het milieu een probleem vormen, zoals chemische lekkages of gaslekken, zou deze technologie een cruciaal systeem voor vroegtijdige waarschuwing kunnen bieden, waarmee mogelijk levens kunnen worden gered. Het heeft ook gevolgen voor de stadsplanning en milieumonitoring, waarbij het volgen van de luchtkwaliteit en het opsporen van verontreinigende stoffen van cruciaal belang zijn voor de volksgezondheid. Bovendien zou deze technologie een waardevol hulpmiddel kunnen zijn in de medische diagnostiek, en kunnen helpen bij de vroege detectie van ziekten die worden gekenmerkt door veranderingen in geur, zoals bepaalde neurologische aandoeningen.

Implicaties van bionische neuzen

Bredere implicaties van bionische neuzen kunnen zijn: 

• Een toename van gepersonaliseerde gezondheidszorgoplossingen, met bionische neuzen die helpen bij het vroegtijdig opsporen van ziekten door het identificeren van specifieke geursignaturen die verband houden met verschillende gezondheidsproblemen.
• De toegenomen vraag naar geschoolde arbeidskrachten in de biotechnologie- en sensorontwikkelingssectoren, waardoor banencreatie en gespecialiseerde trainingsprogramma's worden gestimuleerd.
• Verschuiving in de marketingstrategieën van de geur- en schoonheidsindustrie, waarbij de nadruk ligt op geurnauwkeurigheid en -replicatie, wat mogelijk kan leiden tot meer gepersonaliseerde consumentenproducten.
• Ontwikkeling van nieuwe onderwijsprogramma's en onderzoeksvelden aan universiteiten, gericht op olfactorische technologie en de toepassingen ervan in verschillende industrieën.
• Potentiële verschuiving in de demografische gegevens van patiënten met anosmie (reukverlies) die behandeling zoeken, waarbij de verbeterde toegang tot bionische neustechnologie de kwaliteit van leven verbetert.
• Veranderingen op de markt voor huishoudelijke veiligheidsproducten, waarbij bionische neuzen zijn ingebouwd in veiligheidsapparaten voor thuis voor het detecteren van rook, aardgas en andere huishoudelijke gevaren.

Vragen om te overwegen

• Welke ethische en privacykwesties moeten worden aangepakt als deze technologie in staat wordt geuren in openbare en privéruimtes te detecteren en analyseren?
• Hoe kunnen bionische neuzen de toekomst van de arbeidsmarkt en de vereiste vaardigheden in verschillende industrieën beïnvloeden?