• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
8 марта
Даниил Сухинов
29 079

Микроскопические черви оказались способны принимать сложные решения

3.9

Ученые потратили десятилетия, пытаясь ответить на вопрос, как животные принимают решения, сосредоточив все внимание на нейронах и их связях в мозге. Американские исследователи использовали иной подход: проанализировали поведение животных, а именно — нематод. К их удивлению, крошечные черви, задействуя всего 302 нейрона, оказались способны выбирать стратегию действия, учитывая множество факторов.

Взрослые особи Caenorhabditis elegans покидают бактериальное пятно / © Quach K.T., et al., Current biology, 2022

Животные с разнообразным рационом должны адаптировать свои пищевые приоритеты к широкому спектру условий окружающей среды. Эта проблема оптимизации рациона особенно сложна для хищников, которые конкурируют с жертвой за общий источник пищи. Хотя конкуренция «хищник — жертва» в природе распространена и экологически значима, задача отделения хищнических и конкурентных мотивов нападения хищника на жертву-конкурента по-прежнему далека от решения.

Желая продвинуться в ее решении, ученые из Института биологических исследований Солка (США) использовали новый подход к оценке мотивации и когнитивных способностей животных в системе «хищник — жертва». Более того, на примере микроскопических червей (нематод) авторы показывают, что возможность принятия сложных решений может быть закодирована в относительно небольших биологических и искусственных нейронных сетях. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Current Biology.

«Наше исследование показывает, что вы можете использовать простую систему, такую как червь, для изучения чего-то сложного, например целенаправленного принятия решений. Мы также продемонстрировали, что поведение может многое рассказать о том, как работает мозг, — поясняет старший автор исследования Шрикант Чаласани (Sreekanth Chalasani), доцент Лаборатории молекулярной нейробиологии Института биологических исследований Солка. — Даже простые системы, такие как черви, имеют разные стратегии поведения и могут выбирать между ними, решая, какая лучше всего подходит в конкретной ситуации. Это обеспечивает хорошую основу для понимания того, как такие решения принимаются в более сложных системах, например у людей».

Краткое графическое описание двух стратегий хищника Pristionchus pacificus / ©Quach K.T., et al., Current biology, 2022

Исследование проводили на примере взаимодействия двух крошечных (не более миллиметра в длину) круглых червей, или нематод: хищника Pristionchus pacificus и жертвы Caenorhabditis elegans. Поедая червя-жертву либо защищая свой источник пищи (бактерий), хищный червь P. pacificus полагается на «укусы» своеобразным ротовым аппаратом. Ученые поставили задачу определить намерения червя в момент, когда он «кусает» жертву C. elegans, неспособную ответить на агрессию.

Исследователи обнаружили, что P. pacificus во время поиска пищи выбирает между двумя стратегиями при укусе своей жертвы и конкурента — червя C. elegans: во-первых, хищнической стратегией, при которой цель укуса — убить и съесть жертву; во-вторых, территориальной стратегией, когда укус используется для отпугивания C. elegans от источника пищи (бактерий).

P. pacificus легко убивает личинок C. elegans / ©Quach K.T., et al., Current biology, 2022

Выяснилось, что P. pacificus взвешивает затраты и выгоды от нескольких потенциально возможных результатов действия — поведение, характерное для позвоночных с миллионами и миллиардами нейронов, но совершенно неожиданное для червя с сетью всего из 302 нейронов. Так, P. pacificus выбирает стратегию хищничества против личинок C. elegans, которых легко убить всего за укус. В то же время против взрослых особей C. elegans, которых трудно убить (понадобится около шести часов и 25 укусов) и которые легко избегают укусов P. pacificus, хищник предпочитает территориальную стратегию.

Взрослые особи C. elegans убегают от P. pacificus после укуса / ©Quach K.T., et al., Current biology, 2022

«Ученые всегда предполагали, что черви были простыми: когда P. pacificus кусает, мы думали, что это делается с единственной хищнической целью, — отметила ведущий автор Кэтлин Квач (Kathleen Quach), научный сотрудник Лаборатории молекулярной нейробиологии Института биологических исследований Солка. — На самом деле, P. pacificus универсален и может использовать одно и то же действие, кусая C. elegans, для достижения различных долгосрочных целей. Я была удивлена, обнаружив, что P. pacificus способен использовать то, что казалось неудавшимся хищничеством, для успешных и целенаправленных действий по защите своего источника пищи».

В дальнейших исследованиях ученые планируют определить, какие из расчетов затрат и выгод P. pacificus фиксированные, а какие гибкие. Они надеются, что подобные работы помогут еще больше узнать о молекулярных основах принятия решений.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 12:36
НИУ ВШЭ

В рамках международного проекта при участии Роскосмоса и Европейского космического агентства ученые впервые проанализировали данные, полученные с помощью диффузионной магнитно-резонансной томографии с трактографией головного мозга космонавтов. Исследователи увидели существенные изменения в связях между различными отделами головного мозга, причем некоторые изменения сохранялись даже спустя семь месяцев после возвращения на Землю.

Позавчера, 14:41
Ольга Иванова

Исследование ученых из Германии и США показало, что принятие определенных поз помогает справиться с чувством неуверенности.

Вчера, 21:09
Дарья Губина

Компьютерная модель древней вулканической активности спутника показала, как выброшенная вода тысячелетиями оседала инеем на поверхность, формируя многометровые слои льда под полюсами.

14 мая
Василий Парфенов

Космическую компанию Илона Маска в шутку иногда называют пиротехнической — так часто ее изделия взрываются во время испытаний. Пара свежих инцидентов на тестовом полигоне в городе Макгрегор лишь подтверждают эту славу. Не успели фанаты космонавтики наладить онлайн-трансляцию из этой локации, как запечатлели сразу два взрыва подряд с промежутком всего в десятки часов.

12 мая
Мария Азарова

Авторы нового исследования проверяли, насколько выполнение второстепенного задания влияет на аргументы, которые выдвигали люди, говорящие правду или неправду.

13 мая
Алиса Гаджиева

Один из самых археологически изученных ландшафтов в мире до сих преподносит сюрпризы.

21 апреля
Александр Березин

Местные чиновники пытаются переложить ответственность за случившееся на резкое уменьшение турпотока из-за коронавируса, но цифры показывают, что ключевая проблема совсем в другом. В 2019 году на выборах в этой стране победил президент — сторонник модных зеленых идей. Вскоре там запретили продажу минеральных удобрений и двинулись к «устойчивому сельскому хозяйству». Как именно популярные «органические» идеи повлияли на еще не так давно быстро растущую местную экономику? И почему уроки шри-ланкийской трагедии могут пригодиться даже Западу и России?

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: