Ecolocalización de delfines podría mejorar ultrasonido médico

Aumentar nuestra comprensión de las señales de ecolocalizción y comunicación de los delfines podría allanar el camino para una calidad de imagen más nítida en la tecnología de ultrasonido.

Investigadores del departamento de ingeniería biomédica de la Universidad de Lund (Suecia) construyeron un instrumento de medición compuesto por 47 hidrófonos capaces de capturar una sección transversal completa de haces de sonar de los delfines, transmitidos a través de muchas frecuencias diferentes. Los sonidos de los delfines se registraron en el Parque de Vida Salvarte Kolmården (Suecia) y en otros parques naturales ubicados en las Bahamas, Honduras y California (EUA). Las grabaciones revelaron que los delfines en realidad emiten dos componentes de haz de ultrasonido entrelazados a diferentes frecuencias, y con un tiempo ligeramente diferente.

Los cálculos revelaron que la frecuencia del sonido es más alta en el haz, produciendo un eco más claro dentro de esa área. Según los investigadores, los componentes de señal ligeramente separados en el tiempo pueden permitir al delfín medir rápidamente la velocidad de las presas que se aproximan o huyen, ya que las variaciones en la frecuencia proporcionan información más precisa sobre la posición de un objeto. Trabajando con investigadores del Centro Lund de Ciencias Matemáticas, desarrollaron un algoritmo matemático para desentrañar y leer las señales superpuestas.

El algoritmo identificó pulsos transitorios de forma gaussiana ubicados de cerca, incluso en un ruido perturbador intenso, detectando y contando automáticamente el número de transitorios, y dando los tiempos centrales y las frecuencias centrales de todos los componentes. Los investigadores afirman que el algoritmo puede aumentar la comprensión de la comunicación con los delfines, mejorar los dispositivos sonar y las ecosondas, y también podría usarse para medir el grosor de las membranas de órganos en el interior del cuerpo humano. El estudio fue publicado el 22 de mayo de 2018 en la revista The Journal of the Acoustical Society of America.

“Las frecuencias altas y bajas son útiles para diferentes cosas. Los sonidos con frecuencias bajas se propagan aún más bajo el agua, mientras que los sonidos con frecuencias altas pueden proporcionar información más detallada sobre la forma del objeto”, dijo el autor principal, Josefin Starkhammar, PhD. “¡Funciona casi como una fórmula mágica! De repente, podemos ver cosas que permanecieron ocultas con los métodos tradicionales. Podríamos copiar el principio del uso de los haces de sonido cuyo contenido de frecuencia cambia en la sección transversal”.

La ecolocalización es una habilidad biológica para localizar objetos a través de ondas de sonido. Como los delfines carecen de cuerdas vocales, producen sonidos por los alvéolos nasales, el orificio nasal, la laringe, los pulmones y el melón, un órgano ubicado en el área interna superior de la cabeza llena de lípidos de baja densidad. Para la ecolocalización, los delfines emiten ultrasonidos llamados “clics” en los pasajes nasales. El melón luego agrupa los sonidos en haces y amplifica la resonancia. Las ondas sonoras rebotan desde los objetos en el agua hasta la mandíbula inferior, y los dientes de los delfines funcionan como antenas para recibir las señales. La intensidad, el tono y el tiempo que tarda el eco en regresar al delfín proporcionan información sobre el objetivo.

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Universidad de Lund