Un estudio revela cómo se desplazan los animales anfibios por terrenos difíciles
Un equipo internacional de investigación ha desarrollado un innovador modelo que explica cómo los animales anfibios alargados, como las anguilas, coordinan su movimiento tanto en el agua como en la tierra.
Este esfuerzo colaborativo, apoyado por el Programa de Ciencia de Fronteras Humanas, involucró a investigadores del laboratorio BioRob en la EPFL en Suiza, el Laboratorio Ishiguro en la Universidad de Tohoku en Japón y el Laboratorio Standen en la Universidad de Ottawa.
"Nuestro estudio introduce un nuevo modelo para explicar el control de la locomoción en animales anfibios alargados", dijo Emily Standen, profesora asociada en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Ottawa y una de las investigadoras principales, quien dirigió el lado biológico de la investigación. "Nuestro objetivo es profundizar nuestra comprensión de los sistemas de control neuromotor utilizados por los animales para adaptar sus movimientos entre entornos acuáticos y terrestres".
La investigación, que duró varios años, implicó un enfoque integral que combinó modelos de simulación en la Universidad de Tohoku, pruebas de robótica en la EPFL y observación de animales en la Universidad de Ottawa.
Vídeo: Natación con diferentes tipos de controladores. Crédito: Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2422248122
"En mi laboratorio, observamos anguilas para comprender mejor sus sistemas de control motor y observar cómo las señales cerebrales, los generadores de patrones espinales locales y los sistemas de retroalimentación sensorial influyen en la locomoción ondulatoria", explica la profesora Standen. "Al usar anguilas como modelo vivo, pudimos guiar la simulación y los modelos robóticos con datos biológicos".
Los modelos de este estudio muestran que los componentes básicos del sistema motor, como la coordinación en el sistema nervioso, así como la retroalimentación de presión y de estiramiento, permiten una coordinación redundante durante la natación. Esta redundancia y la capacidad de la retroalimentación elástica para permitir la explotación de la heterogeneidad del entorno para ayudar a avanzar, pueden explicar por qué peces alargados como la anguila y la lamprea pueden moverse en entornos terrestres.
"Estos animales son extraordinariamente resilientes", señala. "Nuestros modelos apuntan a la retroalimentación sensorial como la clave para que mantengan su rendimiento locomotor".
Vídeo: Natación tras la transección de la médula espinal con el robot. Crédito: Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2422248122
Robótica bioinspirada
Más allá de la biología animal, los hallazgos podrían ayudar a los ingenieros a diseñar robots flexibles para entornos desafiantes.
"Esta investigación proporciona nuevas maneras de comprender el control neuromotor en animales, lo que puede tener implicaciones trascendentales tanto para la investigación científica como para los avances tecnológicos", afirma la profesora Standen. Imaginemos robots que se arrastran, se deslizan o nadan en espacios reducidos, utilizando la ingeniería de la naturaleza para mantenerse flexibles y fuertes.
Imagen: Robot Agnathax con su 'traje de baño'. (Foto: Qiyuan Fu, Laboratorio de Biorrobótica EPFL)
El estudio supone un avance en la comprensión del movimiento y podría inspirar en el futuro innovadores diseños de robots.
El estudio se publicó en Proceedings of the National Academy of Sciences: Multisensory feedback makes swimming circuits robust against spinal transection and enables terrestrial crawling in elongate fish
