Когда человек болеет, меняются все его выделения - пот, слезы, состав выдыхаемого воздуха. Меняется запах человека. Наука волатоломика возникла совсем недавно - в конце 1990-х. Она исследует химический состав выделений человека, стремится ставить диагноз по запаху. Такой метод диагностики применял еще Гиппократ, но только в последние годы улавливание запаховой информации и ее анализ стали надежными.
Все организмы направленно выделяют летучие органические соединения (ЛОС) для защиты, общения или привлечения половых партнеров. Но эти соединения также высвобождаются случайно, как часть всех биологических процессов, включая процессы, связанные с болезнью. Это означает, что у каждой болезни есть особая запаховая «сигнатура», своего рода «отпечаток пальца».
Летучие вещества, связанные с болезнью, начинают высвобождаться задолго до того, как люди узнают, что с ними что-то не так, и, следовательно, задолго до того, когда врач сможет провести какую-либо диагностику, будь то анализ крови, рентген, взятие образцов тканей или любое другое обследование.
Но многие заболевания, в том числе рак, тем легче поддаются лечению, чем раньше они диагностированы. Если исследователи и врачи смогут классифицировать "отпечатки" ЛОС различных заболеваний, а инженеры разработают устройства, которые будут быстро идентифицировать такие "отпечатки", это потенциально может совершить революцию в диагностике.
Такова основная идея, лежащая в основе молодой науки волатоломики, или анализа всего набора летучих органических соединений, которые тело выдыхает или выделяет через кожу, пот, слезы или любой другой телесный механизм.
Волатоломика наука новая, а концепция диагностики болезней по запаху восходит к древнегреческому врачу Гиппократу. Он призывал врачей определять болезнь, обнюхивая пациента. Но до сих пор медикам не хватало передовых диагностических технологий, чтобы реально работать с запаховой информацией.
Энциклопедия запахов
Всплеск исследований волатоломики в последние несколько лет вызван развитием интеллектуального анализа огромных объемов данных, машинным обучением, новыми датчиками, которые могут быстро и точно идентифицировать эти отпечатки ЛОС.
Ученые из Университета Цинхуа обобщили все данные о летучих органических соединениях, которые связаны с различными заболеваниями и составили своего рода энциклопедию, описывающую, как пахнут болезни. Получился убедительный набор биомаркеров целого ряда заболеваний.
Для анализа запахов ученые использовали «электронный нос» (E-nose) и «фотонный нос» (P-nose).
Авторы выражают надежду, что энциклопедия запаховых биомаркеров и устройств обнаружения запахов поможет в развитии новой очень перспективной научной области.