Главная » Hi-News » Ученые выяснили, как мухи ориентируются в пространстве

Ученые выяснили, как мухи ориентируются в пространстве

Не то чтобы это важное для нашего существования знание, но оно позволяет узнать больше о нейрофизиологии низших форм жизни, что в перспективе улучшит системы работы искусственного интеллекта и системы навигации тех же сампоуправляемых роботов и дронов. Вы хотя бы раз задумывались над тем, как насекомые ориентируются в окружающем пространстве? И оказалось это весьма необычно. Так вот, исследователи из Медицинского университета Говарда Хьюза смогли выявить, как ориентируются мухи-дрозофилы.

Оказывается, мухи имеют довольно интересную нервную систему

Как мухи находят путь

Мухи используют визуальные подсказки, чтобы улучшить свои «карты окружающей среды». Как сообщается на сайте университета, ученые смогли выяснить, что насекомые составляют, своего рода, «ментальную карту пространства», которая позволяет им уточнять направление движения по мере поступления новых сигналов.

Собственно, сам эксперимент. Муха зафикисрована прямо под микроскопом. С противоположной стороны находятся источники света

Муха была «привязана» для того, чтобы оставаться на одном месте, но при этом насекомые могли двигать лапами и крыльями, чтобы пытаться направиться к ориентиру, который кажется им наиболее привлекательным. Для того, чтобы определить, какими образом мухи ориентируются в пространстве, ученые поместили их на специальный шарик, освещенный черными и синими огнями. Далее ученые регистрировали нейронную активность мух.

И с помощью всего лишь нескольких кусочков данных о визуальной информации, мухи могут построить целую карту своего окружения. Мы смогли, фактически, записать чувство направления насекомых. Это удивительное явление, особенно для такой крошечной нервной системы. Такие «пространственные карты» в мозге могут быть адаптированы к новым визуальным объектам, которые появляются в поле зрения. — говорит Иветт Фишер, сотрудник Медицинского университета Говарда Хьюза и ведущий автор исследования.

Эта работа также имеет значение для того, чтобы понять, как другие животные ориентируются в дикой природе: от насекомых, таких как муравьи и навозные жуки, до млекопитающих, таких как мыши, и, возможно, даже люди. Полученные результаты дают новое представление о том, как мозг может построить карту пространства, оставаясь при этом достаточно гибким, чтобы адаптироваться к новым условиям. Подписывайтесь на нас в Яндекс.Дзен. Хотите узнать больше о данной теме? Там вас ждет куча полезной информации из мира высоких технологий.

Три разных цвета обозначают три нейрона, которые обеспечивают визуальные сигналы «компасу» в мозге мухи

Когда муха смотрит в определенном направлении, происходит всплеск активности в нейронах где-то вокруг кольца. Как выяснили исследователи, у мух есть кольцо из «компасных нейронов» в мозгу, которые отражают ориентацию мухи в пространстве. Это похоже на то, как стрелка компаса вращающаяся, чтобы постоянно указывать на север. Когда муха поворачивается, импульс перемещается, чтобы отразить новую ориентацию головы мухи.

Вопрос в том, как компас удерживает два источника информации, повороты и визуальные сигналы, в полной синхронизации друг с другом. Эти компасные нейроны реагируют на поворот мухи даже в кромешной темноте, но добавление визуальных сигналов дает мухам еще лучшее чувство направления. Эти связи и создают карту в мозгу мухи. Одно из предлагаемых объяснений состоит в том, что каждый зрительный нейрон касается каждого компасного нейрона. Многократное наблюдение ориентира в определенном месте усиливает связи между нейронами.

Тогда активность мозговой карты изменилась — ее направление периодически переворачивалось на 180 градусов, так как муха не могла определить, в каком направлении ей стоит лететь. Чтобы проверить свои догадки, на «арену» насекомым добавили еще один источник света.

Это интересно: #видео | Как мухи садятся на потолок?

Ученые говорят, что эти изменения происходят в течение нескольких минут и соответствуют временным рамкам, которые мы субъективно ощущаем, когда приходим в неизвестную нам среду и исследуем ее. Но через какое-то время все пришло в норму и насекомое выбрало для себя объект, к которому хотело бы направиться.

— говорят ученые. Связь становится сильнее, когда муха повторяет этот опыт, укрепляя связи между нейронами с течением времени.

Как уже было сказано, подобное исследование поможет не только лучше изучить физиологию насекомых и других представителей фауны, но и улучшить алгоритмы навигации роботов, самоуправляемых дронов и системы, которые занимаются построением карт ландшафта.





Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Это интересно

Как искусственный интеллект может влиять на творчество?

Многие думают, что это история об улучшении качества фотографий, снятых на смартфон, или о защите от хакеров, или о решении других проблем глобального и не очень глобального масштаба. Искусственный интеллект и то, что подразумевают под этим словосочетанием, встречается все чаще ...

Как человечество однажды предотвратило климатическую катастрофу?

Эти вещества использовались в старых холодильниках и различных аэрозольных баллонах. Во второй половине XX века человечество начало активно выбрасывать в воздух так называемые хлорфторуглероды. Чтобы остановить разрушение верхних слоев атмосферы, страны мира в 1989 году приняли Монреальский протокол и запретили ...