Zmysł węchu (zwany także zmysłem powonienia) odpowiada za odbieranie bodźców chemicznych, które znajdują się w otaczającym środowisku (powietrzu lub wodzie), w postaci lotnych związków organicznych (LZO). Człowiek należy do gatunków mikrosmatycznych, co oznacza, że węch ma dla niego znikome znaczenie, w przeciwieństwie do organizmów makrosmatycznych. Graniczna wyczuwalność zapachów przez inne zwierzęta w porównaniu z człowiekiem jest o rzędy wielkości niższa (Lasa i Browarska – Walczowska, 2003), co sprawia, że człowiekowi jest trudno wyobrazić sobie, co mogą czuć zwierzęta. Dlatego też zaczęto badać zmysł węchu zwierząt i ludzi, a także porównywać ich skuteczność w wykrywaniu zapachów. Okazało się, że zwierzęta można z powodzeniem wykorzystywać do detekcji zapachów, które dla człowieka są niewyczuwalne.

Psi węch- co pies jest w stanie wyczuć? 

Psy wyszkolone do wykrywania materiałów wybuchowych i min lądowych są obecnie największą grupą pracujących psów do wykrywania zapachów na świecie (Gazit i Terkel, 2003). Są uważane za najbardziej niezawodne, wszechstronne i opłacalne detektory materiałów wybuchowych (Furton i Myers, 2001, Lorenzo et al., 2003). Zdolność psów do lokalizowania docelowych zapachów podczas ignorowania wielu innych, zakłócających zapachów napotykanych w środowisku, w którym właśnie pracują (np. W portach lotniczych) jest uważana za lepszą niż w przypadku wielu sprzętów (Furtonand Myers, 2001). Psy można także szkolić w celu identyfikacji obszarów zanieczyszczonych niebezpiecznymi substancjami chemicznymi, przykładowo takimi jak toluen (Arner i wsp., 1986).

Psy są także popularnie wykorzystywane przez służby celne do wyszukiwania nielegalnych narkotyków, w tym m.in. kokainy, heroiny, metamfetaminy i marihuany (Lorenzo et al., 2003) i są stosowane rutynowo do przesiewania milionów ludzi i towarów przekraczających granice międzynarodowe przez lotniska, porty morskie, a także pocztę (Adams i Johnson, 1994, Rouhi, 1997). Psy do wykrywania narkotyków są również wykorzystywane przez policję do wykrywania i powstrzymywania używania nielegalnych substancji i handlu nimi (Ritz, 1994).

Coraz bardziej popularne jest wykorzystywanie psów do wykrywania biologicznych zapachów, w tym przede wszystkim zapachu ludzkiego w osmologii policyjnej. Psy potrafią rozpoznać zapach osoby nawet wtedy, gdy miesza się ją z zapachem innej osoby lub z innymi silnie pachnącymi substancjami (Kalmus, 1955). Policja w niektórych krajach używa psów do identyfikacji przestępców, dopasowując zapach sprawcy na miejscu zbrodni do zapachu podejrzanego. Dla niektórych sił policyjnych jest to najcenniejsze zadanie, jakie może wykonać pies policyjny, ale jest kontrowersyjne (Schoon, 1997), ponieważ wiarygodność dowodów w postaci zapachu wskazanego przez psa została podważona w wielu badaniach (Schoon, 1996).

Psy ratownicze są wykorzystywane do poszukiwania zaginionych osób, w tym m.in. ofiar lawinowych, trzęsień ziemi, powodzi, czy katastrof lotniczych oraz osób, które utonęły (Fenton, 1992, Hebard, 1993). Osobno są szkolone także psy do wykrywania zwłok, które poszukują rozkładających się ciał ludzkich (Lasseter i in., 2003) i są wykorzystywane do lokalizowania ofiar nieszczęśliwych wypadków. Psy wykrywające zwłoki (ang. cadaver-detection dogs) są wyszkolone do znajdowania także śladów ludzkich zwłok, takich jak szczątki szkieletowe lub płyny i błonniki tkanek, zarówno na powierzchni ziemi, jak i zakopane, czy znajdujące się w wodzie (Fenton, 1992, Lasseter i wsp., 2003). Są one w stanie szybko przeszukiwać duże obszary pod kątem ludzkich szczątków, oszczędzając znacznie czas i wysiłek służb (Komar, 1999).

Psy są wykorzystywane do celów bezpieczeństwa biologicznego w różnych okolicznościach, w tym w kontroli granicznej.
Są przykładowo używanew poszukiwaniu brązowych węży drzewnych (Boiganirregularis), zapobiegając w ten sposób przypadkowemu rozprzestrzenianiu się tego gatunku (Engeman i wsp., 1998a, Engeman i wsp., 1998b), mogą także zlokalizować owady, które są pasożytami roślin (np. ryjkowiec czerwonofioletowy Rhynchophorus ferrugineus (Nakash i wsp., 2000),  termity podziemne (Reticulitermes flavipes Kollar) (Brooks i in., 2003), muchę śrubową (Cochliomyia hominivorax) (Welch, 1990), ślimaki (Welch, 1990) i wiele innych.

Psy mogą nawet służyć do wykrywania drobnoustrojów, jak np. cyjanobakterii (Shelby i in., 2004), czy typowych form budowlanych grzybów i pleśni (Kiddy i wsp., 1978, Kiddy i wsp., 1984).

Psy mogą także rozróżniać mleko krowy w okresie przedrujowym, w oestrus i dioestru (Hawk i wsp., 1984).

Psy mogą być także wykorzystywane do lokalizowania i monitorowania szeregu zagrożonych gatunków zwierząt, co ułatwia pracę badaczom i ekologom. Często trudno jest zebrać informacje na temat zagrożonych gatunków ze względu na ich niskie zagęszczenie i duże połacie terenu, który mogą zamieszkiwać. W wielu krajach w tym celu stosuje się psy (scat dog), szkoląc je do wykrywania konkretnych typów odchodów (scatów) (Long i wsp., 2002), np. w Ameryce Północnej są wykorzystywane do lokalizowania niedźwiedzi  (Wasser i wsp. 2004, Akenson i wsp., 2001, Hurt i wsp., 2000), rzadkiego podgatunku lisa długouchego San Joaquin (Vulpes macrotis mutica) w USA (Smith i wsp., 2003), w Rosji zaś tą samą metodą odróżnia się różne gatunki, w tym tygrysy, które psy identyfikują poprzez wąchanie zebranych próbek moczu i dopasowywanie ich do zbioru w bibliotece danych (Kerley, 2003).

DETEKCJA CHORÓB PRZEZ PSY

W ostatnich kilkunastu latach ukazało się kilkanaście prac eksperymentalnych wykazujących zdolność odróżniania przez wyszkolone psy zapachu próbek wydychanego powietrza, moczu, kału lub skrawków tkanki nowotworowej
od pacjentów z różnymi nowotworami zdiagnozowanymi histopatologicznie, takimi jak: rak płuca (McCulloch i wsp. 2006, Walczak i wsp. 2012, Ehmann i wsp. 2012, Amundsen i wsp. 2014), rak sutka (McCulloch i wsp. 2006, Gordon i wsp. 2008), prostaty (Cornu i wsp. 2011, Elliker i wsp. 2014, Taverna i wsp. 2015), jajnika (Horvath i wsp. 2008), pęcherza moczowego (Willis i wsp. 2004), jelita grubego (Sonoda i wsp. 2011), od próbek zapachowych od osób zdrowych.

Pierwsze doniesienie o przypadku spontanicznego wykrycia czerniaka
u swojego właściciela przez nieszkolonego psa opublikowali w czasopiśmie The Lancet Williams i Pembroke (1989), a następnie Church i Williams (2001). Autorzy
ci postawili hipotezę, że nieprawidłowa synteza białek związana ze wzrostem czerniaka powoduję zmiany w zapachu, na który pies reagował. W kolejnej pracy przeprowadzono specjalne szkolenie dwóch psów do wykrywania komórek czerniaka pobranych od siedmiu pacjentów, a następnie nałożonych na ciała ochotników biorących udział w eksperymencie z użyciem psów (Pickel i wsp. 2004). W pięciu przypadkach psy lokalizowały bezbłędnie komórki czerniaka, w jednym przypadku psy wskazywały komórki, co do których badanie histopatologiczne dawało początkowo wynik negatywny, pomimo podejrzeń klinicznych, jednak późniejsze, dokładniejsze badanie histopatologiczne wykazało w próbce obecność pewnej frakcji komórek czerniaka. W przypadku jednego pacjenta ani psy, ani badanie dermatologiczne nie wykazały czerniaka, który jednak stwierdzono w badaniu histopatologicznym (Pickel i wsp. 2004). Psy mogą zatem identyfikować węchem zarówno czerniaka na skórze pacjentów, jak i próbki czerniaka umieszczone na ciele zdrowych osób, co sugeruje, że lotne związki organiczne pochodzące z tego nowotworu różnią się zapachem od lotnych związków wydzielanych przez zdrową skórę (Pickel i wsp., 2004).

Znane są także psy alarmujące epizody hipoglikemii u ludzi cierpiących na cukrzycę typu 1 (Hardin i wsp. 2015) lub ostrzeganie o napadzie padaczkowym (Strong, i wsp. 1999), jednakże w tych przypadkach nie ma pewności, czy zwierzęta te reagują na specyficzne zmiany w ludzkich zapachach, czy też drobne zmiany w zachowaniu chorego tuż przed atakiem. Edney (1993) opisał zachowanie 37 psów, które zareagowały na epilepsję swoich właścicieli. Spośród tych psów 57% wykazywało charakterystyczne, dziwne zachowania przed napadem, a 68% zachowywało się podobnie podczas samego napadu padaczkowego. Czynności psów przed wystąpieniem ataku człowieka były głównie ukierunkowane na zwracanie uwagi, takie jak: szczekanie, podskakiwanie i nadmierna uważność; podczas gdy zachowanie psów reagujących podczas ataków ich właścicieli było głównie określane jako ochronne, w tym siedzenie i przebywanie u boku ich właścicieli. Psy wyszkolone do ostrzeżenia swoich właścicieli przed zbliżającymi się atakami epileptycznymi były w stanie konsekwentnie wskazać swoim właścicielom, że atak jest nieuchronny, z ostrzeżeniem na 10 do 45 minut przed atakiem (Strong i wsp., 1999, Brown and Strong, 2001). Istnieje prawdopodobieństwo, że psy są w stanie wykryć zapachy wyemitowane przez ich właścicieli przed epilepsją, ale także mogą reagować na subtelne zmiany w zachowaniu opiekuna (Edney, 1993). Ponad jedna trzecia osób z cukrzycą zgłosiła, że ich psy reagują na ich ataki hipoglikemii (Lim i wsp., 1992, cytowany w Chen i wsp., 2000). W trzech przypadkach opisano psy wykrywające atak hipoglikemiczny, zanim ich właściciele zauważyli jakiekolwiek objawy (Chen i wsp., 2000). Psy wykazywały szereg nietypowych zachowań przed hipoglikemią właścicieli oraz podczas ich hipoglikemii, w tym bieganie i ukrywanie się, szczekanie i uniemożliwienie właścicielowi opuszczenia domu. Żadne z opisanych psów nie powróciło do normalnych zachowań, dopóki ich właściciele nie ustabilizowali stężenia glukozy we krwi. Mechanizmy, za pomocą których psy wykrywają zmiany w poziomach glukozy we krwi człowieka, nie są znane, ale podejrzewa się, że psy rozpoznają zmiany zapachu związane ze zwiększoną potliwością, prawdopodobnie w połączeniu z drżeniem mięśni i zmianami zachowania (Chen i wsp., 2000).