메뚜기의 예민한 후각을 이용해 폭발물을 탐지하는 연구가 진행돼 관심을 받고 있다. 과학전문 매체와 외신 등에 따르면 세인트루이스 워싱턴대학 의용생체공학과의 바라니다란 라만 부교수가 이끄는 연구팀은 '미국 새 메뚜기'로 알려진 '스키스토케르카 아메리카나'(Schistocerca americana)를 대상으로 폭발물 탐지 실험을 진행했다.
메뚜기가 양쪽 더듬이 안에 가진 약 5만개의 후각 신경세포를 활용한 '사이보그 곤충'을 만들어낸 것이다.
연구팀은 우선 메뚜기가 공기 중에서 냄새를 맡았을 때 전기신호를 보내는 대뇌 신경망인 '더듬이엽'(antennal lobe)에 전극을 설치해 냄새에 따른 전기신호를 분석했다. 트리니트로톨루엔(TNT)과 2,4-디니트로톨루엔(DNT)를 비롯한 5종류의 폭약과 향료로 쓰이는 벤즈알데히드를 포함한 비폭발물의 냄새를 더듬이 주변에 흘려준 뒤 각각의 전기신호를 비교해 차이를 찾아냈다.
그 결과 개별 메뚜기가 폭발물 냄새에 반응한 것은 60% 였으며, 총 7마리가 집단으로 참여한 실험에서는 평균 80%에 달했다.
메뚜기가 폭약 냄새를 맡고 뇌에 독특한 전기신호를 보내는 데는 500밀리초에 불과했다. 연구팀은 이런 전기신호를 기록하고 실시간으로 컴퓨터로 무선 전송할 수 있는 작은 장치도 개발해 메뚜기의 등에 달았다.
메뚜기는 예민한 후각 이외에 대뇌의 전극이나 무거운 장치를 견딜 만큼 강한 점이 고려돼 실험대상이 됐다.
하지만 더듬이엽에 전극을 심고 등에 장치를 단 뒤에는 전혀 움직일 수 없어 바퀴가 달린 원격조종 판에 실려 장소를 옮겨가며 폭발물 탐지 능력이 있는지를 실험한 것으로 전해졌다. 실험대상 메뚜기들은 더듬이엽에 전극을 설치한 뒤 7시간까지 폭발물 탐지 능력을 보이다가 그 이후에는 기력을 잃고 죽는 것으로 나타났다.
연구팀은 이 메뚜기들이 "탄광의 카나리아"와 유사한 개념으로, 위험 물질을 짚어낼 수 있는 전자감지기를 이용한 것이 다를 뿐이라고 설명했다.
하지만 이번 연구에서는 메뚜기가 여러가지 냄새가 섞여있을 때도 폭발물 탐지 능력을 발휘할 수 있는지는 실험으로 확인하지는 못했다 라만 부교수 연구팀은 지난 2016년부터 미국 해군연구소로부터 75만 달러(약 9억원)의 연구비 지원을 받아 이 실험을 해왔다.
폭발물 탐지 능력을 보인 이 메뚜기들은 미국 안보에 직접 이용되거나 폭발물 탐지 인공센서 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 연구팀은 관련 논문을 학술논문 사전 공개 사이트인 '바이오 아카이브'(bioRxiv)에 공개했다.