Sistemas sensoriales activos

Los sistemas sensoriales activos son receptores sensoriales que se activan al explorar el entorno con energía autogenerada. Algunos ejemplos incluyen la ecolocalización de murciélagos y delfines, y las antenas de insectos. El uso de energía autogenerada permite un mayor control sobre la intensidad, la dirección, la sincronización y las características espectrales de la señal. En cambio, los sistemas sensoriales pasivos se activan mediante energía ambiental (es decir, energía preexistente en el entorno, en lugar de la generada por el usuario). Por ejemplo, la visión humana depende de la luz del entorno.Los sistemas sensoriales activos reciben información con o sin contacto directo. Los sistemas sensoriales activos teleceptivos recopilan información dirigiendo la energía propagada y detectando objetos mediante señales como el retardo temporal y la intensidad de la señal de retorno. Algunos ejemplos son la ecolocalización de los murciélagos y la detección electrosensorial de los peces eléctricos. Los sistemas sensoriales activos de contacto utilizan el contacto físico entre los estímulos y el organismo. Las antenas y los bigotes de los insectos son ejemplos de sistemas sensoriales activos de contacto.

Electrorrecepción y electrogénesis: Los peces eléctricos exploran el entorno y crean imágenes electrodinámicas activas.Bioluminiscencia: Las luciérnagas adultas utilizan la luz que generan ellas mismas para localizar a sus parejas. En las profundidades oceánicas, el pez dragón barbudo produce luz infrarroja cercana.Tacto activo: Los animales nocturnos dependen de sus bigotes para orientarse, recopilando información sobre la posición, el tamaño, la forma, la orientación y la textura de los objetos. Los insectos usan antenas para explorar el entorno durante la locomoción. El hecho de que los humanos alcancen objetos con las manos es una analogía.Ecolocalización: Detección acústica activa de sonidos autoproducidos. Los murciélagos emiten llamadas de ecolocalización para detectar presas en vuelo. Las ballenas dentadas utilizan la ecolocalización en el agua.Debido a que la propagación de sustancias químicas tarda más que la de otras fuentes, solo los organismos con locomoción lenta pueden utilizar señales químicas para explorar el entorno. El moho mucilaginoso Dictyostelium discoideum utiliza amoníaco para explorar el entorno y evitar obstáculos durante la formación del cuerpo fructífero. La transmisión de señales químicas también se ve limitada por la falta de señales de retorno.Una limitación importante en los sistemas sensoriales activos teleceptivos es la generación de energía con una señal de retorno superior al umbral de detección. La energía autogenerada debe ser lo suficientemente intensa como para detectar objetos a distancia. Debido a la dispersión geométrica, la energía emitida uniformemente se distribuirá sobre una esfera de superficie creciente. La intensidad de la señal depende del cuadrado de la distancia entre el organismo y el objetivo. En la detección activa teleceptiva, el coste de la dispersión geométrica se duplica, ya que la señal se emite y se devuelve. Como resultado, la fracción de energía devuelta disminuye con la cuarta potencia de la distancia entre el organismo y el objetivo.La direccionalidad también influye en el gasto energético al producir señales. Un aumento en la direccionalidad y un alcance estrecho resultan en una mayor longitud de atenuación. Un murciélago tiene un rango de detección más amplio para localizar pequeños insectos que vuelan a alta velocidad. Un delfín produce un haz de ecolocalización más estrecho que se propaga a mayor distancia. Los peces eléctricos emiten señales que envuelven todo el cuerpo, por lo que tienen una distancia de propagación más corta.Atenuación: Además de la dispersión geométrica, la absorción y dispersión de energía durante la propagación provocan pérdida de energía. La longitud de atenuación es la distancia a la que la intensidad disminuye a 1/e (37 %) respecto a la intensidad inicial. Factores ambientales como la niebla, la lluvia y la turbulencia perturban la transmisión de la señal y reducen la longitud de atenuación.En el sistema sensorial de contacto, solo se detectan los objetivos al alcance de los apéndices de contacto. El aumento de la longitud de los apéndices incrementa el gasto energético físico al añadir peso durante la locomoción y la inversión para el crecimiento. Como solución intermedia, los bigotes de las ratas cubren solo el 35 % de su cuerpo. Para minimizar el gasto, los movimientos rítmicos se combinan con los mecanismos de paso de los insectos.La energía liberada por los organismos al entorno es propensa a ser detectada por otros organismos. La detección por parte de depredadores e individuos competidores de la misma especie ejerce una fuerte presión evolutiva. Cuando se utiliza la detección activa, los niveles de energía detectados en el objetivo son mayores que los de la señal de retorno. Las presas o depredadores evolucionaron para captar las señales de detección activa. Por ejemplo, la mayoría de los insectos voladores presa de los murciélagos desarrollaron sensibilidad a la frecuencia de las llamadas de ecolocalización. Al ser estimuladas por un sonido agudo, las polillas esquivan la ruta de vuelo. Los delfines también pueden detectar los chasquidos ultrasónicos de las orcas. A cambio, las orcas producen chasquidos de sonar más irregulares y aislados para generar señales menos visibles. En el caso del pez dragón barbudo, utiliza luz roja que otros peces de aguas profundas no pueden detectar.La descarga corolaria es la capacidad de diferenciar los propios movimientos y respuestas a eventos motores externos. La orientación y las acciones se mapean a nivel neuronal y se memorizan en el cerebro. La descarga corolaria permite incorporar la información sensorial como resultado del sistema sensorial y sirve como sistema de retroalimentación. Respuesta de evitación de interferencias: Las señales conespecíficas interfieren en la detección activa de individuos que comparten hábitats. Los peces eléctricos, como el Eigenmannia, desarrollaron un cambio reflejo en las frecuencias de descarga para evitar la interferencia de frecuencia.

• Sense
• Sistema sensorial
• Percepción