Acercándose a un punto de decisión, Los mapas de tráfico en línea recomiendan una ruta menos concurrida que las otras vías con varios puntos lentos. Para la mayoría de nosotros, la elección parece clara. Todavía, ¿Se ha preguntado alguna vez si preferir colectivamente un solo camino puede resultar en un nuevo atasco a lo largo de la carretera elegida? En efecto, las congestiones de tráfico cambian constantemente a medida que la acumulación de preferencias de los conductores por la "ruta más rápida" crea nuevos problemas. Estos grupos alternos en un sistema se denominan oscilación de red. Desde carreteras hasta enrutadores de cables de computadora y vasos sanguíneos, nuestra vida está tejida en redes de redes. La oscilación es un fenómeno omnipresente de las redes, que se caracterizan por conjuntos de nodos y caminos para elegir.

Científicos del Center for Soft and Living Matter, dentro del Instituto de Ciencias Básicas (IBS) en Corea del Sur, en colaboración con la Academia Polaca de Ciencias (PAN), informan que descubrieron oscilaciones espontáneas en redes de gotas de microfluidos. Los científicos han modelado con éxito canales de red similares a nuestros capilares sanguíneos de la manera más simple que contienen uno o dos bucles. También sugieren que la colisión entre las células sanguíneas y la irregularidad del grosor pueden amortiguar las oscilaciones en las redes biológicas. Este estudio puede ayudarnos a comprender la aparición y el comportamiento correspondiente de las oscilaciones del flujo sanguíneo en las redes microvasculares.

Reconocido por su potencial para procesar muestras en gotitas aisladas a través de microcanales, La microfluídica es uno de los campos más prometedores para nuevos experimentos e innovaciones científicas. A pesar de tal potencial, Los estudios de microfluidos previos se limitan a canales simples donde tal oscilación no habría estado presente. Los científicos del IBS han diseñado un sistema experimental novedoso para investigar el tráfico de gotas en redes intrincadas. Compuesto por diferentes ramas, cada una con bucles internos, las redes de microfluidos tienen una forma simétrica de modo que cada rama tiene la misma probabilidad de ser elegida por gotitas. (Higo, 1a)

En el experimento, las gotas inicialmente se distribuyen uniformemente en la red, como largas cadenas de vagones de tren que se mueven a intervalos regulares. (Higo, 1b) Con el paso del tiempo, se organizan lentamente en un rebaño, como si estuviera atascado en esa rama mientras dejaba la otra rama despejada. Este flocado oscila periódicamente entre las dos ramas principales (Fig. 1c-d). Dr. Olgierd Cybulski, el primer y co-autor correspondiente de este estudio dijo, "Hemos demostrado que esta oscilación es un fenómeno persistente y autosostenido en las redes de microfluidos. Incluso cuando las dimensiones y topologías de una red varían, las oscilaciones espontáneas se encontraron consistentemente. Esto explica los mecanismos de oscilación persistente en los capilares sanguíneos, que fue descubierto hace casi cien años ".

Sorprendentemente, este estudio demuestra cómo esta oscilación persistente está regulada por la naturaleza. Las oscilaciones a gran escala en las redes vasculares pueden causar un desequilibrio del flujo sanguíneo, resultando en presión arterial alta y privación de oxígeno. Los investigadores encontraron que agregar una variable aleatoria a una red a través de la simulación por computadora alivia la congestión del tráfico sanguíneo. Esto sugiere que las irregularidades del flujo sanguíneo, como las colisiones de células o las variedades de diámetro, nos ayudan a evitar oscilaciones peligrosas en una red microvascular.

"Este estudio revela el mecanismo de las redes de microfluidos, mejorar nuestro conocimiento sobre los capilares sanguíneos, "explicó Bartosz Grzybowski, líder de grupo del centro de SII y coautor del estudio. "Aprendiendo de la naturaleza, Los sistemas de microfluidos artificiales proporcionarán una nueva plataforma para dividir y fusionar gotas en el futuro, utilizando oscilaciones de red, " él añade.

El estudio se publica en Física de la naturaleza .