Un dispositivo permitirá escuchar a células, partículas y bacterias

Investigadores de la Universidad de Glasgow, de la Universidad de Oxford y del National Institute of Medical Research at Mill Hill, en el Reino Unido, están desarrollando un dispositivo que permitirá escuchar objetos audibles sólo a micro escala.

Este dispositivo, bautizado como micro-ear (micro-oído) será como una especie de microscopio pero a nivel auditivo, y permitirá a los científicos escuchar los sonidos que hacen las células y las bacterias cuando se mueven, por ejemplo.

Gracias a él, también podrán oírse otros eventos ocurridos a micro-escala, como la interacción de los medicamentos con los microorganismos, informa la revista Physorg.

Micrófono ultrasensible

El micro-ear está basado en la misma técnica láser de las llamadas pinzas ópticas. Estas pinzas usan partículas cargadas eléctricamente y suspendidas en un rayo láser para suministrar una fuerza atractiva o repulsiva, con la que se sostienen y mueven físicamente objetos microscópicos.

Según Jon Cooper, director del proyecto micro-ear e investigador de la Universidad de Glasgow, la técnica de las pinzas ópticas, que permite una sensibilidad extrema, ha sido aplicada al micro-ear, para dar lugar a un micrófono ultrasensible.

La diferencia entre ambos dispositivos radicaría en que, en el caso del concepto del micro-ear se reúnen varios rayos de luz láser –en lugar de uno sólo-, que se disponen en anillo para rodear y captar objetos diminutos.

El sonido emitido por dichos objetos hace que las cuentas suspendidas en la luz de los rayos vibren. Estas vibraciones pueden ser medidas por una cámara de alta velocidad. De este modo, a través de las mediciones registradas, se conoce el sonido de los objetos.

Escuchar el movimiento browniano

Los científicos han usado ya el micro-ear para escuchar el movimiento browniano de partículas microscópicas.

Este tipo de movimiento es el que se produce cuando algunas partículas microscópicas se encuentran en un medio fluido como, por ejemplo, las partículas de polen contenidas dentro de una gota de agua.

Según explican los científicos en otro artículo publicado por la Universidad de Glasgow, el principal desafío para escuchar estos movimientos a microescala radicó en distinguir las señales reales derivadas de la dinámica de las partículas, del ruido de fondo de los entornos microscópicos.

La clave para superar este escollo, consistió en emplear las cámaras de alta velocidad para medir la posición de muchas partículas simultáneamente.

Así, más que la señal procedente de una de las partículas, fue el movimiento interrelacionado de las partículas entre sí lo que captaron los sensores, distinguiéndolo del ruido de fondo.

Oír a las bacterias

Los investigadores planean ahora utilizar el micro-ear para diversos fines. Por ejemplo, este dispositivo podría servir para escuchar los flagelos bacterianos, que son unas estructuras que utilizan las bacterias para impulsarse y moverse a través de sus entornos.

Los flagelos, de hecho, presentan una similitud notable con los sistemas mecánicos artificiales, pues consisten en una compleja estructura compuesta de varios elementos (piezas) y que rota como una hélice.

Normalmente, para poder estudiar el movimiento de los flagelos bacterianos, los científicos tienen que modificar genéticamente a las bacterias para que ciertas partículas se acoplen a sus flagelos, y observar luego las partículas acopladas con una cámara.

El micro-ear permitirá escuchar el movimiento de los flagelos de las bacterias sin tener que modificarlas genéticamente, de una forma no invasiva. Así, podrán comprenderse mejor su comportamiento y su funcionamiento.

Aplicaciones médicas

Por otro lado, el micro-ear podría tener aplicaciones en el campo de la medicina. Los científicos esperan llegar a escuchar con él el movimiento de un parásito conocido como Trypanosoma cruzi, que produce la enfermedad de Chagas.

El mal de Chagas es una enfermedad parasitaria tropical generalmente crónica que se transmite por las heces de ciertos insectos y que afecta al sistema nervioso, al sistema digestivo y al corazón.

La comprensión del movimiento del parásito que produce esta enfermedad a través del flujo sanguíneo del cuerpo humano podría permitir desarrollar medicamentos que detengan el flagelo de esta bacteria y, por tanto, su propagación por la sangre, afirman los científicos.

En la actualidad, las tecnologías asociadas a la visión a escala microscópica están muy maduras, e incluyen una inmensa variedad de tipos de microscopios. Por el contrario, se ha hecho hasta ahora muy poco por aumentar nuestra capacidad de oír, en el entorno el micro-mundo. Con el micro-ear, los investigadores esperan paliar pronto esta carencia tecnológica.