L’equip investigador ha validat un mètode experimental que permet estudiar, de forma no invasiva, com les variacions en aparells anatòmics afecten al seu comportament

L’investigador de la URV Jordi Marcé-Nogué i la investigadora de la Universitat de Berkeley (EUA) Juan Liu han treballat conjuntament per analitzar el comportament dels ossos de l’aparell de Weber —una part del sistema auditiu— dels peixos zebra (Danio Reiro). Han confirmat que la freqüència de ressonància dels ossicles de l’oïda dels peixos coincideix amb el seu espectre audible i que el comportament d’aquests petits ossos no varia en funció de la seva mida. La recerca que han dut a terme ha permès desenvolupar un mètode per estudiar aparells anatòmics de forma no invasiva, amb potencial per entendre i estudiar el cos humà. Els resultats s’han publicat a la revista Interface, de la Royal Society of London.

El sistema de Weber forma part de l’aparell auditiu del peix zebra i connecta l’oïda interna d’aquests animals amb la bufeta natatòria, un òrgan de flotació propi de molts peixos i cetacis. “L’analogia entre alguns òrgans humans i els d’aquests animals fa que hagin esdevingut un objecte d’estudi popular últimament”, explica Marcé-Nogué, investigador del Departement d’Enginyeria Mecànica. D’aquesta manera, descobriments sobre aquesta espècie podrien ser d’utilitat per entendre millor el funcionament d’òrgans del cos humà o per realitzar avenços mèdics.

Marcé-Nogué i Liu van elaborar un model virtual tridimensional del conjunt d’ossicles del sistema basant-se en recerques prèvies i models anatòmics consolidats. Aquest model virtual ha estat sotmès a un escombrat de freqüències sonores en una simulació utilitzant el mètode dels elements finits, un mètode computacional que s’utilitza habitualment en enginyeria mecànica. És a dir, s’ha estudiat la vibració dels ossos en funció de la freqüència de la font sonora que se’ls aplica. Aquestes vibracions es transmeten als cossos i els fan vibrar més o menys, segons el material del què estan fets i la seva estructura. Aquest anàlisi va determinar que la freqüència de ressonància dels ossicles, és a dir, la freqüència a la que els ossos vibren amb més intensitat, coincideix amb l’espectre audible d’aquests animals. Paral·lelament, van generar deu models modificant la mida dels ossicles i van repetir el mètode experimental. Els resultats apunten que la freqüència de ressonància no varia en funció de la mida dels ossicles sinó que dependria d’altres factors de la seva naturalesa.

La recerca duta a terme per Marcé-Nogué i Liu ha validat un model metodològic que permet experimentar de forma virtual a partir de models anatòmics. Segons Marcé-Nogué, això permet estudiar com les variacions en aparells anatòmics afecten al seu comportament amb mètodes no invasius, ja sigui perquè no es té accés a òrgans determinats o bé perquè aquests ni tan sols existeixen.

Referència: Marcé-Nogué Jordi and Liu Juan, 2024. Finite element modelling of sound transmission in the Weberian apparatus of zebrafish (Danio rerio). R. Soc. Interface. 21: 20230553. 20230553. http://doi.org/10.1098/rsif.2023.0553