La capacità sensoriale di anfibi e pesci modellizzata e messa a punto in un progetto
Alcuni ricercatori sono riusciti a modellizzare il cosiddetto sistema della linea laterale, un apparato sensoriale completamente diverso da tutti gli altri
I pesci e alcuni anfibi possiedono una capacità sensoriale unica, consentitagli dal cosiddetto sistema della linea laterale, che permette loro di “toccare” degli oggetti situati nelle vicinanze senza alcun contatto fisico diretto o di “vederli” nell’oscurità. Ora un gruppo di ricercatori del Politecnico di Monaco di Baviera diretti da Leo van Hermmen è riuscito a scoprire le basi su cui si fonda questo straordinario sistema sensoriale, descritto in un articolo pubblicato su “Nature”. Negli ultimi cinque anni van Hemmen e collaboratori hanno studiato le capacità del sistema della linea laterale valutando la possibilità di trasformarle in tecnologia.
Questo sistema sensoriale da remoto, apparentemente misterioso, sfrutta la capacità di valutare la distribuzione della pressione dell’acqua e ill campo delle sue velocità nelle vicinanze dell’animale. Gli organi responsabili della linea laterale sono allineati lungo il lato destro e sinistro del corpo del pesce, circondandone anche gli occhi e la bocca. Sono formati da unità, dette neuromasti, poste appena sotto la pelle, dotate di una consistenza gelatinosa che le rende flessibili, .
I neuromasti sono sensibili ai più minuti movimenti dell’acqua ed è proprio grazie alla sensibilità a questi cambiamenti che, per esempio, i pesci che si spostano in banchi sono in grado di identificare la vicinanza di un predatore e sincronizzare perfettamente i propri movimenti, tanto da far sembrare il banco un unico enorme animale.
I ricercatori hanno sviluppato diversi modelli matematici confrontandoli con ciò che osservavano sperimentalmente attraverso la misurazione dei potenziali d’azione rilevati nei neuromasti. “I sistemi biologici seguono proprie leggi, ma le leggi sono universalmente valide nell’ambito della biologia e possono essere descritte matematicamente, una volta individuati i concetti biofisici e biologici corretti.”
“Il senso della linea laterale mi ha affascinato fin dall’inizio, perché è fondamentalmente differente dagli altri sensi, come la vista o l’udito, anche se di primo acchitto può non sembrare”, ha osservato van Hemmen. “E non è solamente il fatto che descrive una differente qualità della realtà: al posto di basarsi su due occhi o due orecchi, questo senso si alimenta con le informazioni di molti organi di linea laterale discreti, dai 189 della rana Xenopus laevis alle diverse migliaia di un pesce, ciascuno dei quali è a sua volta composto di diversi neuromasti. L’integrazione che sottende è un vero tour de force.”
Ora, modellizzato il sistema della linea laterale, i ricercatori intendono svilupparne delle applicazioni tecnologiche: il nuovo sistema potrebbe per esempio consentire la messa a punto di robot in grado di muoversi con sicurezza in ambienti affollati, o sottomarini in grado di orientasi autonomamente in ambienti dalle acque estremamente torbide. Questa applicazione è in effetti già in programma nel quadro del progetto europeo CILIA.
