鼻は知っています: 犬の鼻のようなものはありますか?

ピーナッツバターの瓶を開けて、50メートル離れたところから愛犬が走ってくるのを見たことがありますか? あるいは、あなたの犬が5エーカーの畑でおいしい一口の匂いを嗅ぎつけているのを見たことがありますか？これらは、犬が持つ驚異的な嗅覚のほんの 2 つの例です。彼らの鼻は私たちの鼻よりも少なくとも10万倍敏感です。実際、匂いを嗅ぐことは犬のスーパーパワーと言えるでしょう。犬は人間よりも多くの嗅覚受容体を持っているだけでなく、犬の鼻は匂いを嗅ぎ分けている間、息を吐き出してほんのわずかな匂いさえも邪魔しないような構造になっています。そして、匂いを処理する脳の部分は、犬では人間の7倍大きい。

何世紀にもわたって、犬は人間の狩猟や採餌を助け、家や家族を守り、私たちと一緒に働いてきました。過去 100 年ほどの間に、彼らはその鼻を他のさまざまな方法で使うように訓練されてきました。

犬はガソリンなどの微量の促進剤の匂いを嗅ぐことができるため、放火捜査の助けとなります。研究者らは、小さじ10億分の1程度の匂いを嗅ぎ分けることができる犬の鼻と同じくらい感度の高い検出方法をまだ考案していない。
警察や軍が麻薬、爆弾、その他の爆発物を探知するために使用してきました。
犬は、匂いで誰かを追跡できるため、捜索や救助活動に欠かせない存在です。
犬は人間の遺体を探知する能力を持っているため、考古学者にとって非常に有益でした。
医学界は最近、犬を訓練すれば、卵巣がん、前立腺がん、黒色腫、肺がんなどの特定の種類のがんを検出したり、マラリアやパーキンソン病の匂いを嗅ぎ分けたりできることを発見した。 Medical Detection Dogs の研究によると、犬はオリンピックサイズのプール 2 つで水で薄めた小さじ 1 杯分の砂糖に相当する病気の臭いを感知できるように訓練することができます。
犬もコロナウイルスを検出できるかどうかを確認する研究が行われています。

欠点は、爆発物や病気を嗅ぎ分けるように訓練された犬の数が限られており、訓練に非常に費用がかかることです。たった1匹の犬を訓練するのに最大25,000ドルかかることもあります。軍や法執行機関ではすでに供給を上回る需要が存在しています。そして、犬は病院やその他の医療施設の環境に簡単に適応できません。要するに、犬は拡張性がありません。したがって、科学者が機械的、技術的、または合成材料を使用してこの並外れた能力を再現しようと試みるのは自然なことです。

科学は犬の「鼻」を作ることができるのでしょうか？

最も興味深い研究のいくつかはMITで行われた。物理学者のアンドレアス・マーシン氏は、彼の指導者であるシュグアン・チャン氏と協力して、犬の鼻がどのように機能するかを解明し、そのプロセスを再現できるロボットを作成しようとした。最初の困難は、嗅覚が私たちの感覚の中で最も研究されていないため、匂いがどのように機能し、脳がその情報をどのように処理するかを正確に理解することです。 Mershin は人工鼻の構築に着手し、それによってその鼻がどのように機能するかを理解できるようになりました。

マーシン氏と彼のチームは、多大な試行錯誤を経て、おそらく人工嗅覚における最初の成功例となるナノノーズを作成しました。この製品は DARPA による厳格なテストに合格し、その過程で犬が香りをどのように処理するかについて科学界に多くのことを教えました。それでも、一酸化炭素検出器と同じように、ナノノーズは単なる検出器にすぎません。 Mershin が最終的に目指しているのは、受信して識別したデータを機械が解釈できる能力です。 Wired は、科学を詳しく知りたい人のために、これについて優れた詳細なレポートを作成しました。

現在、新興企業の 1 つである Aromyx は、人工嗅覚を商業利用しようとしています。同社は、用途に応じて約20個のカスタマイズされた受容体のみを使用するNano-Noseとは対照的に、400個の人間の嗅覚受容体をすべてチップ上に搭載したいと考えている。最終的な目標は、学術研究室であろうと商業の世界であろうと、犬の鼻と同じように匂いに反応するものを構築することです。そしてそれは遠くないかもしれません。

Dog Magazine セントワークは、鼻を使うのが大好きな犬にとって素晴らしいスポーツです。

しかし、犬は最も優れた鼻を持っているのでしょうか？

必ずしも。優れた嗅覚を持つ動物は他にもいくつかいますが、驚くべきことに、人間ですらその嗅覚に優れているのです。前述したように、嗅覚は常に私たちの五感の中で最も重要ではないと考えられてきましたが、それは単純化しすぎかもしれません。クモザル、マウス、人間の嗅覚能力をテストしたスウェーデンの小規模な研究では、人間も花や人間の血、そして驚くべきことにバナナなど、特定の匂いを嗅ぐ能力が、それ以上ではないにしても同等であることが示された。

ゾウは最も鋭い嗅覚を持っており、匂いを感知する遺伝子が最も多いと考えられています。 2007年に行われた研究によると、ゾウはケニアの人間の部族間の違いを嗅ぎ分けることができるという。一方の部族であるマサイ族はゾウを狩って殺すが、もう一方の部族であるカンバ族はそうではない。これは、嗅覚が生存スキルであるという考えを強化します。

クマは犬を上回り、最も幅広い嗅覚を持っていると考えられています。彼らの脳は私たちの脳より 3 分の 2 小さいにもかかわらず、嗅覚は 2000 倍以上優れています。たとえば、ホッキョクグマは、100マイル離れた場所からでも、性的に受容的なメスのクマの匂いを嗅ぐことができます。ラットとマウスは匂いを嗅ぐ能力があることでもよく知られています。

昆虫の世界でカイコガは触角に匂い受容体を備えており、最も優れた嗅覚を持っています。オスのカイコガは、たった 1 個のフェロモンの香りの粒子に基づいて、6 マイル離れたメスのカイコガの匂いを嗅ぐことができます。そして、水中では、ホオジロザメはすべてのサメの中で最大の嗅覚中枢を持ち、1マイル以上離れた一滴の血でも匂いを嗅ぐことができます。

ゾウ、クマ、サメ、蛾などを仲間にする人はまずいないため、人間にとって犬の嗅覚は最も説得力があり、役に立つものです。食べ物と危険の両方を嗅ぎ分ける驚くべき能力のおかげで、犬のように命を救うサービスを提供する種は他にありません。