Когда человек болеет, меняются все его выделения — пот, слезы, состав выдыхаемого воздуха. Меняется запах человека в целом. Наука волатоломика возникла совсем недавно — в конце 1990-х. Она исследует химический состав выделений человека для постановки диагноза по запаху.
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. 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.
Всплеск исследований волатоломики в последние несколько лет вызван развитием интеллектуального анализа огромных объемов данных, машинным обучением, новыми датчиками, которые могут быстро и точно идентифицировать отпечатки ЛОС.
Например, 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).