La nariz electrónica ahora diseñada y construida gracias a la financiación del Ministerio de Defensa de Israel, de la Unión Europea y de aportaciones privadas como la de Sonia T. Marschak, ha sido un nuevo éxito del trinomio I+D+I israelí. Este ingenio detecta a personas infectadas por el nuevo coronavirus, a gran escala.
Como reconocen en un nuevo estudio que hoy aparece en Public Library of Science (PLoS), no tienen intereses de competencia y los patrocinadores no tuvieron ninguna participación en el estudio, recopilación y análisis de datos, así como tampoco sobre la decisión de publicar o intervenir en su elaboración.
Entre estos científicos, dirigidos por Kobi Snitz, del Departamento de Neurobiología del Instituto Weizmann, en Rehovot, figuran especialistas en diversas disciplinas biomédicas de la Universidad Ben Gurion, en el Neguev, y de Otolaryngology & Head an Neck surgery Edith Wolfson Medical Center.
Como se conoce, una de las principales dificultades en la lucha contra el SARS-CoV-2, que causa Covid-19, es su diagnóstico. Muchos países tienen el problema de no contar con una infraestructura de laboratorios adecuada para analizar, en poco tiempo, centenares de miles de muestras.
A esto se suman las dificultades derivadas de las características de los análisis existentes, que difícilmente detectan concentraciones muy bajas del nuevo coronavirus y, por ello, sólo son efectivos mucho tiempo después del contagio y de la infección.
Con este objetivo hay en Israel varios grupos de investigación trabajando sin descanso. En este punto, cabe recordar que el profesor Jusam Jaik, de la Escuela de Ingeniería Química del Technion, creó hace años la nariz electrónica, que permite diagnosticar enfermedades analizando la composición del aire que emite el infectado cuando espira; esto es, cuando expele el aire aspirado cuando respira.
Entrenamiento de la ‘nariz electrónica’
Las empresas que fundó están actualmente en el último tramo de las gestiones necesarias para que se autorice definitivamente la tecnología de diagnóstico de la tuberculosis y de un tipo específico de cáncer, tomando en cuenta la composición del aire que espiramos.
“Así como todos tenemos una huella digital única e irrepetible en todo el mundo, cada enfermedad tiene su huella química en la respiración, y se puede detectar con la combinación de un sistema de sensores químicos y de inteligencia artificial”, explica el profesor Jaik.
De esta forma, el dispositivo recibe la espiración en el aparato y analiza su composición. Esto requiere cierto entrenamiento por parte de la tecnología, ya que aprenden a reconocer la huella olfativa de ciertas enfermedades, tal como se entrena a perros a reconocer determinados olores.
Los socios del profesor Jaik en China han entrenado al sistema para que detecte la respiración de enfermos de coronavirus a través de las espiraciones de cientos de pacientes. “Actualmente, el sistema está en condiciones de detectar a un enfermo de coronavirus según la respiración, con una precisión del 95%, aunque debido a la falta de tiempo aún no hemos analizado cuáles son exactamente las sustancias que reconoce en su respiración”, puntualiza este investigador.
El año pasado el profesor Jaik reconocía que “el reto es enseñarle a detectar a los enfermos en una fase temprana, mucho antes de que aparezcan los síntomas clínicos de la enfermedad. Y lo intentamos estudiando a unos 300 voluntarios en la ciudad china de Wuhan, donde tuvo lugar el primer brote de la enfermedad. Pero dado que sólo algunos de ellos enfermaron entretanto, nuestra muestra es aún muy pequeña, si bien los resultados que obtuvieron nuestros socios allí son alentadores”.
Detectar olores agradables
Hace ya más de once años otros investigadores, también de Israel, publicaron en PLoS, gracias al séptimo Programa Marco del Consejo Europeo de Investigación, un trabajo en el que demostraban que habían programado un sistema electrónico capaz de predecir si un olor era agradable o no.
En los años anteriores a 2010 se habían logrado avances en la tecnología de narices electrónicas. Estos dispositivos son capaces de detectar y reconocer olores gracias a una serie de señores químicos.
Uno de los objetivos de esa tecnología era informar sobre las cualidades sensoriales de olores nuevos. En ese nuevo estudio, investigadores del Instituto Científico Weizmann y del Centro Médico Edith aducen que la percepción de lo agradable que puede ser un olor depende por naturaleza de la estructura molecular del compuesto y que las preferencias culturales o personales sólo son patentes en contextos concretos.
En esa investigación los científicos ajustaron una nariz electrónica en función de estimaciones de agrado a las personas para, con su ayuda, predecir si ciertos olores nuevos eran agradables o no.
Así, pidieron a un grupo de voluntarios que puntuaran una serie de olores en una escala del uno al 30, desde «muy agradable» hasta «muy desagradable». Después utilizaron los resultados para desarrollar un algoritmo de evaluación del olor, que introdujeron en la nariz electrónica.
Los científicos descubrieron que las puntuaciones del dispositivo coincidían en un 80% con las puntuaciones de los voluntarios. La precisión de las categorías conseguidas por la nariz electrónica superó el 90% en la distinción entre olores agradables y desagradables.
