Línea lateral artificial

En la línea lateral artificial, la función del neuromasto se lleva a cabo mediante transductores. Estas diminutas estructuras emplean diversos sistemas, como la anemometría de hilo caliente ^{[ 6 ]} , la optoelectrónica ^{[ 7 ]} o las palancas piezoeléctricas ^{[ 7 ],} para detectar cambios mecánicos en el agua. Los neuromastos se clasifican principalmente en dos tipos según su ubicación. El neuromasto superficial, situado en la piel, se utiliza para la detección de velocidad y la localización de objetivos en movimiento, mientras que los neuromastos de canal, situados bajo la epidermis y encerrados en el canal, utilizan el gradiente de presión entre la entrada y la salida para la detección y evitación de objetos. Los peces también utilizan el neuromasto superficial para la reotaxis y el mantenimiento de la posición ^{[ 8 ] .}

De todas las técnicas de detección empleadas, solo la anemometría de hilo caliente no es direccional. Esta técnica puede medir con precisión el movimiento de las partículas en el medio, pero no la dirección del flujo. Sin embargo, el anemómetro de hilo caliente y los datos recopilados son adecuados para determinar el movimiento de las partículas hasta cientos de nanómetros y, como resultado, es comparable con un neuromasto en un flujo similar. ^{[ 9 ]} La figura es una representación de un sensor de hilo caliente simplificado. Los conductores que transportan corriente experimentan aumentos de temperatura debido al calentamiento Joule . El flujo alrededor del hilo conductor hace que se enfríe y el cambio en la corriente necesario para restaurar la temperatura original es la salida. En otra variante, el cambio en la resistividad del material con respecto al cambio de temperatura del hilo caliente se utiliza en la salida.

En estos sistemas se emplea una técnica de división del trabajo en la que los neuromastos superficiales ubicados en la epidermis detectan bajas frecuencias y corriente continua (flujo), mientras que el neuromasto del canal ubicado debajo de la epidermis, encerrado en canales, detecta corriente alterna mediante gradientes de presión. ^{[ 10 ]} En estos sistemas en los que los neuromastos superficiales ubicados en la epidermis detectan bajas frecuencias y corriente continua, mientras que el neuromasto del canal ubicado debajo de la epidermis, encerrado en canales, detecta corriente alterna mediante gradientes de presión ^{[ 10 ]}

La cúpula es un saco gelatinoso que cubre el neuromasto, similar a un pelo, que sobresale de la piel. La formación de la cúpula sobre el neuromasto es otra característica que se desarrolló con el tiempo y que proporciona una mejor respuesta al campo de flujo. ^{[ 4 ]} Las fibrillas cupulares se extienden desde el neuromasto, similar a un pelo. La cúpula ayuda a atenuar las señales de baja frecuencia debido a su inercia y a amplificar las señales de mayor frecuencia debido al efecto palanca. ^{[ 10 ]} Además, estas estructuras extendidas proporcionan una mejor sensibilidad cuando el neuromasto está sumergido en la capa límite. ^{[ 10 ]} Estudios recientes utilizan la técnica de goteo, en la que se gotea una solución de HA-MA sobre el andamio electrohilado para crear una formación de cúpula con forma de esferoide prolato impulsada por la gravedad. La comparación experimental entre el sensor desnudo y el sensor de reciente desarrollo revela resultados positivos. ^{[ 10 ]}

Los neuromastos de los canales están encerrados en canales que recorren el cuerpo. Estos canales filtran el flujo de baja frecuencia que podría saturar el sistema. ^{[ 9 ]} Se encuentra un patrón determinado en la concentración de neuromastos a lo largo del cuerpo entre las especies acuáticas. Se observa que el sistema de canales recorre el cuerpo en una sola línea que tiende a ramificarse cerca de la cabeza. En los peces, la ubicación de los canales sugiere la información hidrodinámica disponible durante la natación. La ubicación exacta de los canales varía entre especies, lo que sugiere una función más que una limitación del desarrollo. ^{[ 1 ]}

Generalmente, la concentración de canales alcanza su máximo cerca de la nariz y disminuye significativamente en el resto del cuerpo. Esta tendencia se observa en peces de distintos tamaños que habitan diferentes hábitats y en diversas especies. Algunos estudios plantean la hipótesis de una estrecha relación entre la ubicación de los canales y el desarrollo óseo, así como de cómo estos se ven limitados morfológicamente . La ubicación exacta de los canales varía entre especies y puede ser un indicio de su función más que de una limitación del desarrollo. ^{[ 1 ]}

La flexibilidad del sistema de conductos tiene un efecto significativo en la atenuación de la señal de baja frecuencia. La flexibilidad del elemento sensor colocado en el sistema de conductos puede aumentar la sensibilidad del sistema de Línea Artificial de Conducto (CALL). Los datos experimentales demuestran que este factor genera un aumento significativo en la sensibilidad del sistema. Se recomiendan mejoras geométricas en el sistema de conductos y la optimización del equipo de detección para obtener mejores resultados. ^{[ 7 ]}

A gradientes de presión más elevados, la salida de voltaje de los dispositivos con constricciones en la pared cerca de los sensores en la línea lateral del canal (CALL) fue mucho más sensible y, según Y Jiang, Z Ma, J Fu, et al., su sistema podía percibir un gradiente de presión tan bajo como 3,2 E−3 Pa/5  mm, comparable al de Cottus bairdii que se encuentra en la naturaleza. Además, esta característica atenúa las señales hidrodinámicas de baja frecuencia. ^{[ 8 ]}