Estudante de Taiwan ganha ouro em ciências por estudo sobre baratas sem cabeça e comportamento de membro fantasma

Experimento no banheiro rende bolsa de NT$ 400 mil

Xu Yi-chen criou mais de 100 baratas em casa e realizou boa parte de sua pesquisa no banheiro da família. Sua pergunta era incomum: um inseto continuaria tentando limpar uma parte do corpo depois que ela fosse removida?

A estudante da Taipei Municipal Zhongshan Girls High School descobriu que baratas sem cabeça ou antenas ainda faziam movimentos coordenados de limpeza em direção aos locais onde essas partes ficavam. Suas observações lhe renderam uma das duas medalhas de ouro da 25ª edição do Macronix Science Award, entregue em 7 de novembro de 2026, além de uma bolsa de NT$ 400 mil.

A outra medalha de ouro ficou com Xu Weicheng e Tu Chenghong, estudantes da Chiayi Senior High School, que investigaram como o nado de artêmias altera o formato da superfície da água. O projeto começou com alimento vivo para guppies e se transformou em uma pesquisa que pode ajudar a monitorar condições na aquicultura.

Os dois trabalhos premiados foram escolhidos entre mais de 800 equipes de 168 escolas. Juntos, mostram como a observação atenta de animais conhecidos pode levar a perguntas sobre dois sistemas muito diferentes: os nervos que coordenam movimentos e as forças que moldam a água em movimento.

O que as baratas continuaram fazendo

Xu estudou baratas-americanas. Com gravações em vídeo e análise quantitativa dos movimentos, ela criou um modelo de movimentação. As gravações permitiram examinar como as ações dos insetos mudavam, em vez de depender apenas do que podia ser percebido pela observação direta.

As baratas se limpam regularmente para manter o corpo limpo. Xu observou que, depois da remoção da cabeça ou das antenas, os insetos ainda conseguiam direcionar movimentos de limpeza aos locais onde essas partes ficavam. As baratas sem cabeça também arqueavam as costas e levavam as patas traseiras à frente, em direção ao antigo local da cabeça.

Essas ações chamaram sua atenção por envolverem coordenação. Várias partes do corpo se moviam em um padrão associado à limpeza de um local específico. Xu interpretou o comportamento como resultado de experiências sensoriais anteriores, com o sistema nervoso retendo informações sobre onde uma parte do corpo ficava.

Seu projeto, intitulado "Baratas sem cabeça ainda têm membros fantasmas? Investigando propriedades da teoria da matriz neural por meio do comportamento de limpeza das baratas", usou esse comportamento para investigar como o sistema nervoso de um animal armazena e executa padrões de movimento.

Como o movimento pode continuar sem a cabeça

A explicação de Xu se concentrou em estruturas chamadas gânglios torácicos. Um gânglio é um conjunto de células nervosas; os gânglios torácicos ficam no tórax do inseto, a região central do corpo onde as patas se conectam.

O sistema nervoso dos insetos distribui algumas funções de controle entre esses conjuntos de células. Por isso, os gânglios cerebrais na cabeça atuam em conjunto com centros nervosos em outras partes do corpo. Com base em suas observações, Xu inferiu que parte do mecanismo que orienta a limpeza está nos gânglios torácicos.

Ela descreveu esse mecanismo como um gerador central de padrões. Em termos simples, trata-se de uma rede de células nervosas capaz de organizar uma sequência repetida de movimentos. Em vez de exigir uma nova instrução para cada movimento individual das patas, a rede pode ajudar a produzir um padrão coordenado.

O arqueamento das costas e os movimentos para a frente das patas dos insetos sem cabeça levaram Xu a propor que alguns padrões de limpeza podem começar sem os gânglios cerebrais. Sua conclusão diz respeito à distribuição do controle desses movimentos pelo sistema nervoso da barata.

Por que a pesquisa fala em membros fantasmas

Em pessoas, as experiências de membro fantasma envolvem sensações associadas a um membro que já não está presente. Xu usou essa comparação para descrever uma ação observável: uma barata limpando um local onde havia uma parte do corpo.

Sua interpretação também envolveu a propriocepção, o sentido que ajuda um animal a acompanhar a posição das partes do corpo. Uma pessoa usa esse sentido ao mover um braço sem olhar para ele. Para uma barata, informações sobre a posição das patas e do corpo ajudam a coordenar a limpeza.

Xu inferiu que os gânglios torácicos retinham relações espaciais associadas a esse sentido. Em termos simples, a rede nervosa parecia manter um mapa funcional do corpo, incluindo locais para os quais os movimentos de limpeza ainda podiam ser direcionados.

Ela relacionou essa interpretação à teoria da matriz neural, que descreve como redes de células nervosas contribuem para uma representação interna do corpo. O relato disponível descreveu a gravação em vídeo e a análise quantitativa, mas não apresentou os métodos experimentais completos, o tamanho total da amostra, o número de insetos em cada grupo experimental, os controles nem os resultados estatísticos.

A estudante por trás do experimento incomum

Xu realizou a maior parte dos experimentos no banheiro de casa, onde criar e observar tantas baratas passou a fazer parte da rotina. Ela descreveu o período de pesquisa como uma lembrança querida e disse que esperava se dedicar a mais pesquisas fundamentais.

Xu, medalhista de ouro da Zhongshan Girls High School, demonstrou carinho pelos animais de sua pesquisa com uma breve descrição, traduzida do chinês:

Muito fofas.

Ela não tinha o mesmo entusiasmo pelo cheiro deles. Seus comentários deram um toque pessoal a um trabalho baseado na observação detalhada de animais que muita gente prefere evitar.

O desafio científico era transformar essas observações em algo que pudesse ser examinado de forma sistemática. As gravações em vídeo e a medição dos movimentos fizeram a ponte entre perceber uma ação inesperada e propor uma explicação para os circuitos nervosos envolvidos.

Artêmias revelam mudanças na superfície da água

Para Xu Weicheng e Tu Chenghong, estudantes de Chiayi, o ponto de partida foi alimentar guppies jovens. As artêmias usadas como alimento vivo se concentravam sob uma luz depois de serem colocadas em um aquário, levando os estudantes a investigar seu movimento em direção à iluminação.

Essa resposta é chamada de fototaxia, ou seja, o movimento em direção à luz ou para longe dela. A equipe examinou como grupos de artêmias nadando rumo a uma fonte de luz movimentavam a água ao redor e alteravam sua superfície.

Com um microscópio, os estudantes observaram o fluxo da água e a deformação do menisco. Menisco é a superfície curva de um líquido, familiar pela pequena elevação ou depressão visível onde a água toca a lateral de um recipiente.

Os estudantes encontraram uma relação entre a atividade dos animais e o formato da superfície. Também relataram que uma luz mais intensa e um número maior de artêmias estavam associados a uma pressão para baixo menor sobre a superfície da água.

Tu disse que temperaturas mais baixas reduziam a atividade das artêmias e, com isso, alteravam o menisco. O projeto relacionou três fatores que podiam ser observados em conjunto: as condições ambientais, o movimento dos animais e o formato da água acima deles.

O estudo com artêmias pode ajudar piscicultores?

A equipe de Chiayi espera que suas descobertas possam contribuir para o monitoramento da aquicultura. A proposta é usar mudanças na superfície da água como sinal de que as condições do ambiente dos animais precisam de atenção.

Para um produtor, o valor prático seria receber um alerta antecipado sobre condições desfavoráveis de cultivo. O projeto apontou para o monitoramento de mudanças na qualidade da água ou de níveis incomuns de oxigênio dissolvido, o oxigênio presente na água que os animais aquáticos usam para respirar.

O experimento com temperatura oferece um exemplo concreto da sequência proposta: condições mais frias reduzem a atividade das artêmias; a mudança na natação altera o movimento da água; e a superfície assume outro formato. Um sistema de monitoramento baseado nessa relação buscaria tornar mais perceptível uma pequena resposta biológica.

Assim, os dois projetos vencedores usaram o movimento como fonte de informação. Xu estudou os movimentos das patas para investigar o controle nervoso, enquanto os estudantes de Chiayi estudaram a natação e o movimento da água para investigar o ambiente dos animais. Cada trabalho vencedor recebeu uma bolsa de NT$ 400 mil, totalizando NT$ 800 mil nas duas medalhas de ouro.

Outros estudantes investigaram o vento dos trens e a coleta de neblina

Li Meng-che, estudante da Affiliated Senior High School of National Taiwan Normal University, se inspirou no vento que sentia durante os trajetos de metrô. Seu projeto examinou o efeito de pistão nos túneis, em que um trem em movimento empurra o ar por um espaço confinado.

Com a orientação do professor Li Po-han, ele pediu autorização às autoridades do metrô de Taipei e mediu o fluxo e a velocidade do vento. Propôs usar uma turbina eólica vertical para captar parte dessa energia. Sua estimativa preliminar indicou que o potencial de geração em uma estação seria suficiente para carregar completamente 300 baterias portáteis por dia, e o projeto recebeu um prêmio de excelência.

Uma medalha de prata foi concedida a uma equipe da Hualien Senior High School que combinou ideias inspiradas nas saliências do dorso de um inseto coletor de neblina e nos sulcos das samambaias. Os estudantes usaram impressão 3D para fabricar um painel coletor projetado para capturar gotículas da neblina.

A equipe relatou que, nos experimentos, a coleta de água foi melhor do que com uma tela comercial de coleta de neblina. Assim como o projeto sobre o vento dos trens, o trabalho partiu de um efeito físico observável e explorou uma aplicação prática.

Professores e escolas também recebem reconhecimento

Quatro instituições receberam prêmios para escolas: Hualien Senior High School, Affiliated Senior High School of National Taiwan Normal University, Lishan Senior High School e Chiayi Senior High School. Os troféus foram criados pelo artista Hu Tung-min.

Os prêmios de contribuição especial para professores foram concedidos a Wu Shu-hsu, Yang Chen-tse e Li Po-han. Li orientou 122 equipes de estudantes na competição e recebeu o reconhecimento pela segunda vez, um exemplo do trabalho contínuo de ensino que sustenta projetos individuais de estudantes.

Liu Guowei, vice-ministro da Educação, afirmou que neste ano a participação se estendeu para além das escolas regulares de ensino médio, incluindo escolas técnicas e escolas taiwanesas no exterior. Ele descreveu a competição como um espaço para estudantes demonstrarem sua capacidade de pesquisa e para universidades identificarem talentos.

Liu também relacionou a educação científica aos esforços de Taiwan para manter jovens talentosos no país. Ele defendeu a cooperação entre governo, universidades e setor privado para ampliar oportunidades desde os estudos e a pesquisa até o emprego e o empreendedorismo.

Wu Cheng-wen, ministro do Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia, fez declarações gravadas incentivando a experimentação prática e a criatividade. Wu Minqiu, presidente da Fundação Educacional Macronix, afirmou que a fundação continuaria apoiando talentos na área científica e expressou a esperança de que a tecnologia de semicondutores pudesse contribuir para produtos médicos que protejam e ajudem as pessoas.

Pontos principais

• Xu Yi-chen ganhou uma medalha de ouro na 25ª edição do Macronix Science Award por estudar os movimentos de limpeza de baratas após a remoção da cabeça ou das antenas.
• Suas observações a levaram a propor que redes nervosas torácicas retêm informações espaciais e ajudam a coordenar a limpeza sem os gânglios cerebrais.
• Xu Weicheng e Tu Chenghong, estudantes de Chiayi, dividiram a outra medalha de ouro por uma pesquisa que relacionou a natação de artêmias a mudanças na superfície da água.
• Cada trabalho vencedor recebeu NT$ 400 mil na cerimônia de 7 de novembro de 2026.
• Mais de 800 equipes de 168 escolas participaram. Outros projetos reconhecidos exploraram a geração de eletricidade a partir do fluxo de ar do metrô e a coleta de água da neblina.