Langostas cibernéticas detectoras de bombas

Si quieres mejorar una langosta para que sea usada como un bicho capaz de olfatear bombas, hay algunos desafíos técnicos que deben ser resueltos antes de que podamos enviarlas a esta tarea.

¿Hay alguna forma de dirigir a la langosta, de decirle a dónde ir para que cumpla con su misión? Y debido a que las langostas no pueden hablar (todavía), ¿hay alguna manera de leer el cerebro de estos bichos cibernéticos para saber qué están oliendo? Más aún, ¿pueden las langostas llegar a oler explosivos?

Podemos responder que sí a las dos primeras preguntas. Investigaciones anteriores de la Universidad de Washington en San Luis han demostrado tanto la capacidad de controlar las langostas como la capacidad de leer sus cerebros, por así decirlo, para discernir qué es lo que están oliendo. Y ahora, gracias a nuevas investigaciones de la Escuela de Ingeniería McKelvey, la tercera pregunta ha sido también resuelta. La respuesta, de nuevo, es "sí".

En una prueba previa publicada en la revista Biosensors and Bioelectronics: X, los investigadores mostraron cómo fueron capaces de apoderarse del sistema olfativo de una langosta para detectar y discriminar entre diferentes olores de explosivos, todo dentro de unos pocos cientos de milisegundos de exposición.

También fueron capaces de optimizar un sistema de detección biorrobótico previamente desarrollado que podía detectar las neuronas de las langostas que se estuviesen disparando y transmitir esa información de una manera que indicaba a los investigadores los olores que las langostas estaban percibiendo.

Una langosta con un implante sensorial cerebral mejorado. (Foto: Raman Lab)

"No sabíamos si serían capaces de oler o localizar explosivos porque no tienen ningún significado ecológico significativo para ellas", dijo Barani Raman, profesor de ingeniería biomédica. "Era posible que no les importara ninguna de las señales que sí eran significativas para nosotros en este caso particular".

Trabajos anteriores en el laboratorio de Raman llevaron al descubrimiento de que el sistema olfativo de la langosta podía ser decodificado como una operación lógica. Esto permitió a los investigadores determinar lo que una langosta estaba oliendo en diferentes contextos.

Con este conocimiento, los investigadores pudieron buscar patrones similares cuando expusieron a las langostas a los vapores de TNT, DNT, RDX, PETN y nitrato de amonio, un conjunto de explosivos químicamente diversos. "Lo más sorprendente", dijo Raman, "fue que pudimos ver claramente que las neuronas respondían de manera diferente al TNT y al DNT, así como a estos otros vapores químicos explosivos".

Con ese dato crucial, Raman dijo, "Estábamos listos para ponernos a trabajar. Estábamos optimizados".

Ahora sabían que las langostas podían detectar y discriminar entre diferentes explosivos, pero para buscar una bomba, una langosta tendría que saber de qué dirección emanaba el olor.

"¿Sabes que cuando estás cerca de la cafetería, el olor a café es más fuerte, y cuando estás más lejos, lo hueles menos? Eso es lo que estábamos mirando", dijo Raman. Los vapores explosivos se inyectaron a través de un agujero en una caja donde la langosta estaba sentada sobre un pequeño vehículo. A medida que la langosta se movía y aspiraba diferentes concentraciones de vapores, los investigadores estudiaron su actividad cerebral relacionada con el olor.

Las señales en los cerebros de los bichos reflejaban esas diferencias en la concentración de vapor.

El siguiente paso fue optimizar el sistema de transmisión de la actividad cerebral de las langostas. Para hacer el menor daño posible a las langostas y mantenerlas estables para registrar con precisión su actividad neuronal, el equipo ideó un nuevo procedimiento quirúrgico para colocar electrodos que no obstaculizaran el movimiento de las langostas. Con su nueva instrumentación, la actividad neuronal de una langosta expuesta a un olor explosivo se resolvió en un patrón de olor específico discernible en 500 milisegundos.

"Ahora podemos implantar los electrodos, sellar la langosta y transportarla a entornos móviles", dijo Raman. Un día, ese ambiente podría ser uno en el que Seguridad Nacional esté buscando explosivos.

La idea no es tan extraña como podría parecer a primera vista, dijo Raman. "Esto no es tan diferente de los viejos tiempos, cuando los mineros del carbón usaban canarios", dijo. "La gente usa cerdos para encontrar trufas. Es un enfoque similar - usar un organismo biológico – si bien esto es un poco más sofisticado". (Fuente: NCYT Amazings)