Il dispositivo di imaging, chiamato “sistema di microscopia olografica digitale (DHM)”, utilizza la luce coerente per catturare informazioni tridimensionali su un pesce che nuota. Il sistema è composto da una telecamera ad alta risoluzione e da un laser che illumina l'acquario dal basso. Quando la luce attraversa l'acqua e interagisce con i pesci, crea un fronte d'onda distorto. Questo fronte d'onda viene quindi catturato dalla fotocamera, che registra gli schemi di interferenza creati dall'interazione tra la luce e il pesce.
Analizzando gli schemi di interferenza registrati, i ricercatori possono ricostruire un'immagine tridimensionale del corpo del pesce e dei suoi movimenti. Ciò consente loro di tracciare la cinematica del corpo del pesce e calcolare le forze generate dalle diverse pinne. Il sistema DHM fornisce una risoluzione spaziale e temporale molto più elevata rispetto alle tradizionali tecniche di imaging, consentendo un'analisi dettagliata della biomeccanica del nuoto dei pesci.
I ricercatori hanno utilizzato il sistema DHM per studiare il comportamento natatorio del pesce zebra, un piccolo pesce d'acqua dolce comunemente utilizzato nella ricerca biologica. Hanno scoperto che le pinne pettorali e pelviche svolgono un ruolo significativo nel generare la spinta per la propulsione in avanti, mentre la pinna caudale (coda) contribuisce principalmente alla manovrabilità e alla stabilità. Lo studio ha anche rivelato che il pesce zebra può modulare la produzione di forza e il movimento delle sue pinne per raggiungere diverse velocità di nuoto e angoli di virata.
I risultati di questa ricerca hanno implicazioni per la comprensione della locomozione dei pesci, delle interazioni ecologiche e dell’evoluzione degli adattamenti al nuoto. Il sistema DHM fornisce un potente strumento per studiare la biomeccanica del nuoto dei pesci e apre nuove strade per esplorare il complesso mondo sottomarino dei pesci.
