Antenas de mosquitos para revolucionar la respuesta ante desastres naturales

¿Cómo pueden las antenas de los mosquitos ayudar a identificar desastres naturales? Esto es lo que un estudio reciente publicado en Acta Biomaterialia busca abordar, ya que un equipo de investigación multidisciplinario de la Universidad de Purdue está recreando antenas de mosquitos para estudiar mejor su sensibilidad a las vibraciones. Si la investigación resulta fructífera, podría conducir a mejoras en la monitorización y detección de desastres naturales como terremotos y tsunamis. Este estudio tiene el potencial de ayudar a investigadores, climatólogos, legisladores y al público en general a comprender mejor cómo los científicos pueden inspirarse en la biología para el desarrollo de nuevas tecnologías.

Imagen de la cabeza de un mosquito impresa en 3D, sostenida por el coautor del estudio, el Dr. Pablo Zavattieri. (Crédito: Foto de la Universidad de Purdue/Drew Stone)

Para el estudio, los investigadores utilizaron modelos informáticos para estudiar cómo dos especies de mosquitos —Aedes aegypti  y  Uranotaenia lowii— utilizan sus antenas para percibir su entorno, ya que ambas difieren en su forma de utilizar la audición. A pesar de carecer de oídos tradicionales, los mosquitos dependen de sus antenas para navegar por el paisaje auditivo, detectando sonidos cruciales en medio del ruido de fondo de sus propios aleteos.

A través del análisis de las características antenales de los mosquitos —en particular la disposición y morfología de los pelos sensoriales— la candidata a doctorado en ingeniería civil y de la construcción e investigadora del equipo, Phani Saketh Dasika, dijo que ya han adquirido conocimientos profundos sobre cómo estas adaptaciones mejoran la sensibilidad auditiva y la respuesta selectiva a las señales ambientales.

“Utilizando imágenes micro-CT avanzadas para crear modelos CAD de alta fidelidad para el análisis de elementos finitos, descubrimos que las características arquitectónicas de las antenas de los mosquitos permiten la detección acústica de objetivos específicos de especie y sexo, incluso en medio de señales no deseadas, como sus propios aleteos”, afirmó Dasika. “Nuestros hallazgos también sugieren que las antenas de los mosquitos son capaces de detectar un rango de frecuencias más amplio de lo que se creía, aunque es posible que no todas se utilicen activamente”.

Los hallazgos del equipo han proporcionado información clave para determinar si las antenas de un mosquito podrían servir para el diseño de sensores acústicos.

“Al modelar y contrastar la respuesta de las antenas de especies de mosquitos que utilizan el sonido con diferentes propósitos, ya sea para escuchar a sus parejas o para espiar a las ranas, pudimos identificar las características que modulan la sensibilidad y la afinación auditivas”, afirmó Bernal, profesor de ciencias biológicas en la Facultad de Ciencias de Purdue. “Comprender el funcionamiento de estas estructuras es el primer paso hacia el desarrollo de sensores acústicos inspirados en sus sensibles antenas”.

En términos de impacto social, la información obtenida de las antenas de mosquitos también podría contribuir al desarrollo de materiales inteligentes de cancelación de ruido, afirmó Zavattieri. Estos materiales, que podrían incorporar canales microfluídicos o metamateriales sintonizables, podrían utilizarse para crear paneles de insonorización para edificios, auriculares con cancelación de ruido o incluso dispositivos de camuflaje acústico.

“Imagine entornos urbanos equipados con sensores bioinspirados, similares a 'orejas grandes', capaces de discernir sonidos específicos en medio del ajetreo de la vida urbana”, dijo Zavattieri. “En tiempos de crisis, como terremotos u otros desastres, estos sensores se vuelven invaluables, detectando rápidamente señales débiles de peligro y guiando las labores de rescate hacia quienes lo necesitan”.

El equipo está utilizando antenas impresas en 3D para realizar más pruebas de frecuencia y comprender mejor los procesos que utilizan los mosquitos para aislar ruidos específicos del ruido de sus alas.

Tomado de: EurekAlert!

 Fuente: Acta Biomaterialia