Каракатицы «носят» свои мысли на коже
Разработанная видеосистема позволяет отслеживать, как пигментные клетки моллюска, контролируемые нейронами, генерируют сложные узоры на теле животного.
Каракатицы — мастера маскировки. Они изменяют свой окрас, за счет этого сливаясь с окружающей средой. Однако моллюски больше не смогут скрывать свои мысли благодаря методу, который влияет на работу мозга каракатицы, отслеживая постоянно изменяющиеся узоры на ее теле. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, помогут ученым лучше понять, как мозг животного контролирует поведение.
Известно, что каракатица маскируется путем сокращения мышц вокруг крошечных пигментных клеток кожи, называемых хроматофорами. Клетки имеют несколько цветов и действуют подобно пикселям по всему телу каракатицы, изменяя свой размер и придавая животному разный окрас. При этом моллюск не всегда точно сливается с фоном: иногда рисунок содержит полосы, кольца, пятна или другие сложные узоры, позволяя скрываться от хищников.
Чтобы лучше понять, как именно каракатицы изменяют свой окрас, нейробиолог Гилл Лоран (Gilles Laurent) в Институте мозга им. Макса Планка во Франкфурте (Германия) и его коллеги создали систему из 20 видеокамер для съемки каракатицы со скоростью 60 кадров в секунду. Они фиксировали, как меняется цвет каракатицы, когда она проплывает на фоне гравия и других распечатанных изображений, которые ученые поместили в резервуар с животными в качестве фона.
Запись начиналась сразу после появления каракатицы на свет и продолжалась несколько недель. Команда Лорана разработала технику видеообработки, которая идентифицировала десятки тысяч отдельных хроматофоров на каждой каракатице, включая те клетки, которые появлялись в процессе роста животного. Особое внимание ученые обращали на то, насколько синхронно действуют хроматофоры, изменяя рисунок на теле.
Предыдущие исследования показывали, что каждая пигментная клетка контролируется несколькими двигательными нейронами, которые идут от мозга к мышцам кожи, а каждый подобный нейрон контролирует несколько клеток. Они, в свою очередь, объединяются в более крупные двигательные системы, которые создают узоры по всему телу каракатицы.
Работа Лорана позволит увидеть, как животное связывает хроматофоры друг с другом, создавая узор, имитирующий окружение моллюска. Выводы должны позволить исследователям проследить обратную связь от рисунков на коже к нейронам в мозге каракатицы, которые формируют ее камуфляж. Кроме того, разработанная система видеосъемки освободит ученых от необходимости препарировать животное, подключать к нему электроды или дрессировать определенным образом. Сейчас связь между тем, что видит каракатица, и тем, что она посылает моторным нейронам, остается загадкой.
По мнению ученых, ответ нужно искать в мозге животного, который создает геометрический узор, имитирующий окружение каракатицы, поскольку именно там происходят процессы обработки как сигналов от глаз, так и сигналов хроматофорам.
Лоран говорит, что его работа может вдохновить исследователей, создающих искусственные нейронные компьютерные сети. К ним также относятся программы, которые заполняют недостающую часть изображения, используя информацию от пикселей вокруг нее.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии