Sistema olfativo artificial capaz de detectar biomarcadores

Un grupo de investigadores de Corea del Sur ha desarrollado un sistema olfativo artificial capaz de detectar combinaciones complejas de moléculas con una precisión del 90%, acercándose significativamente a la capacidad del olfato humano. Este avance, publicado en la revista Science Advances, representa un importante paso hacia la emulación tecnológica del sentido del olfato.

El sentido del olfato humano permite detectar y discriminar millones de olores diferentes a través de aproximadamente 400 tipos de receptores olfativos. Estos receptores, ubicados en las neuronas sensoriales del epitelio olfativo, capturan odorantes específicos y transmiten la información al cerebro, donde se interpretan como distintos aromas.

A pesar de los avances en la tecnología de sensores, hasta ahora, no se había logrado replicar completamente esta complejidad en dispositivos artificiales. El nuevo sistema olfativo artificial, desarrollado por Hyun Woo Song y su equipo, integra receptores olfativos humanos (hORs) con dispositivos sinápticos orgánicos, emulando la neuroplasticidad de las sinapsis biológicas.

El sistema consta de tres componentes principales:

• Sensor Olfativo Basado en hORs: Detecta los odorantes específicos mediante la unión a receptores olfativos humanos funcionalizados.
• Sinapsis Artificiales: Emulan la plasticidad neuronal, facilitando la transmisión y procesamiento de señales.
• Red Neuronal Artificial (ANN): Permite el aprendizaje y la identificación de patrones de olor con alta precisión.

Al detectar moléculas como ácidos grasos de cadena corta (SCFAs), el sistema genera patrones específicos que son interpretados por la ANN, logrando una precisión superior al 90% en la identificación de estos compuestos y sus combinaciones. Este enfoque permite la detección precisa y eficiente de biomarcadores diagnósticos relacionados con diversas condiciones de salud, como la halitosis y el cáncer gástrico.

La capacidad de detectar y reconocer patrones complejos de odorantes abre la puerta a la creación de sistemas sensoriales artificiales que pueden integrarse en dispositivos portátiles o implantables. En el futuro, se podrían desarrollar prótesis olfativas para personas con anosmia, mejorando su calidad de vida.

Santiago Marco, catedrático de la Universidad de Barcelona, destaca que aún es necesario mejorar la durabilidad y el número de receptores integrados en los dispositivos. Los sistemas actuales tienen una vida útil limitada y requieren una mayor diversidad de receptores para emular completamente la percepción química humana.

Sin embargo, el desarrollo del sistema olfativo artificial es un gran avance en la tecnología de sensores biomiméticos, que, además, establece las bases para futuras innovaciones en dispositivos médicos y tecnologías de detección.