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 Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
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