Cómo un insecto puede ser entrenado para detectar explosivos (y mejor que un perro)
Los perros, dado su desarrollado sentido del olfato, se han convertido en los animales idóneos para entrenar y utilizar en las operaciones de detección de explosivos que llevan a cabo las autoridades en muchas partes del mundo.
Sin embargo, este entrenamiento especializado que capacita a los perros para evitar tragedias y salvar muchas vidas es realmente una tarea costosa que implica demasiado tiempo y dedicación.
Pero ahora, investigadores de la Universidad de Washington en Misuri (Estados Unidos), han descubierto otro animal, muy distinto, que puede convertirse también en el detector perfecto de elementos explosivos.
Y ese animal es la Schistocerca americana, una especie de saltamontes originario de América del Norte, al que comúnmente se le llama chapulín.
Menos adiestramiento que los caninos
Mientras que el principal órgano sensorial de los perros se desarrolla en la nariz, en los insectos la función olfativa se desempeña a través de neuronas receptoras alojadas en sus antenas.
Los sensores colocados en el insecto monitorean la actividad neuronal mientras se mueven libremente, decodificando los olores presentes en su entorno.
Estos apéndices son el órgano principal del olfato en los insectos, que les permite percibir la presencia de objetos tocándolos, oír, detectar el movimiento del aire, distinguir aromas y sabores, así como captar la temperatura y humedad del ambiente. Cumplen importantes funciones en la búsqueda de alimentos, de parejas, de lugares para anidar o depositar huevos, para comunicarse con otros miembros de su especie y para escapar de los depredadores.
Al mismo tiempo, las neuronas receptoras olfatorias envían señales eléctricas a una región del cerebro de los insectos conocida como lóbulo antenal. Y cada saltamontes posee en su par de antenas aproximadamente 100.000 de estas neuronas.
Para sacar provecho de esas funciones y analizar la capacidad de los chapulines de distinguir olores, el profesor de ingeniería biomédica Baranidharan Raman y su equipo de investigadores implantaron electrodos en los lóbulos antenales de los insectos.
Enseguida rociaron diferentes sustancias pulverizadas cerca de sus antenas. Unas contenían dinamita y compuestos químicos explosivos como trinitrotolueno (TNT) y 2,4-dinitrotolueno (DNT), y otras benzaldehído o aire caliente.
De esta forma, encontraron que los distintos extractos estimulaban a las neuronas en los lóbulos antenales. Y al observar las señales eléctricas captadas por los electrodos, el equipo de expertos pudo determinar el momento en el que los chapulines percibían sustancias explosivas.
Sensores en miniatura para equipar a los saltamontes
La lectura de las señales se efectuó gracias a unos sensores en miniatura con los que se equiparon a los insectos en la zona trasera de su cuerpo. Estos dispositivos, parecidos a una mochila, se encargaron de registrar dichas señales y transmitirlas directamente a un ordenador.
La movilidad de los chapulines se vio afectada debido al peso de este sensor. Pero para sortear este inconveniente, los ingenieros los ubicaron sobre una diminuta estructura con ruedas a control remoto que les permitió desplazarlos en diferentes direcciones.
La tarea de entrenar perros para detectar explosivos requiere demasiado tiempo y dinero.
Al probar el sistema con un solo chapulín, la precisión en la detección alcanzó el 60%. Y al ensayar en conjunto con siete saltamontes, lograron aumentar la precisión a un 80%.
De acuerdo con los investigadores, su trabajo proporciona la primera demostración de cómo los sistemas olfativos biológicos pueden ser secuestrados para desarrollar un enfoque de detección química robótico.
Los chapulines fueron capaces de detectar explosivos hasta por siete horas. Luego de este lapso de tiempo, su energía cayó y terminaron muriendo.
La siguiente prueba buscará analizar su comportamiento y efectividad para detectar sustancias explosivas en ambientes que alberguen múltiples olores, tal como ocurriría en los entornos reales.
