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Pour comprendre le fonctionnement neuromusculaire des insectes, il peut être intéressant de leur implanterimplanter ou de leur attacher des électrodesélectrodes. Mais ces systèmes artificiels peuvent perturber le vol naturel de l'animal ou être rejetés s'ils sont considérés comme un corps étranger. C'est pourquoi des chercheurs de la North Carolina State University ont testé une nouvelle méthode d'insertion d'électrodes dans un papillon. Ils décrivent leurs résultats dans la revue Journal of Visualized Experiments (JoVE).
Pour étudier le vol d'un papillon de nuit, Manduca sexta ou sphinx du tabac, les chercheurs ont attaché des électrodes lorsque la chenille est dans son cocon et se métamorphose en adulte. Ceci limite les effets traumatisants d'une insertion à l'âge adulte. Les électrodes ont été implantées dans des muscles du thoraxthorax dorsaldorsal qui actionnent les ailes.
Les chercheurs ont aussi développé un nouveau moyen d'attacher le papillon sur un cadre en lévitation magnétique, suspendu dans les airsairs par des électro-aimantsaimants. Le lépidoptère a ainsi la liberté de tourner à droite ou à gauche, pendant que les électrodes enregistrent les signaux électriques neuromusculaires. Les chercheurs étudient ainsi comment la contraction relative des muscles permet de coordonner une manœuvre en vol.
Les électrodes ont été attachées lorsque le papillon était encore dans son cocon. © Alper Bozkurt, NCSU
Objectif : un papillon télécommandé
L'objectif de cette étude était de comprendre la coordination des potentiels musculaires lors du vol. A l'avenir, les chercheurs aimeraient pouvoir appliquer des pulsations au sphinx du tabac pour diriger son vol. Ainsi, on pourrait commander le papillon à distance, comme l'explique Alper Bozkurt qui a dirigé ces travaux : « Nous avons maintenant une plateforme pour récolter des données sur la coordination du vol. Les prochaines étapes incluent le développement d'un système automatisé pour explorer et affiner les paramètres pour contrôler le vol du papillon, miniaturiser davantage la technologie et la tester sur des papillons en vol libre ». Si dans cette étude les chercheurs n'ont pas stimulé les muscles, ils l'ont déjà fait précédemment et montré qu'ils pouvaient induire une manœuvre de l'insecte.
Cette innovation permet d'imaginer des applicationsapplications pour des opérations de fouille et de sauvetage dans des bâtiments sinistrés. Pour cela, les chercheurs pourraient fixer des capteurscapteurs sur les papillons. Ces lépidoptères contrôlés à distance seraient des « biobots ».
