18.10.2018
Редакция Naked Science

Каракатицы «носят» свои мысли на коже

Разработанная видеосистема позволяет отслеживать, как пигментные клетки моллюска, контролируемые нейронами, генерируют сложные узоры на теле животного.

georgia_aquarium_-_cuttlefish_jan_2006
©Wikipedia

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.

 

Видеосъемка каракатиц/© nature video

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

Позавчера, 16:31
Мария Осетрова

Ученые из MIT выяснили, что наш мозг не оптимизирован для того, чтобы искать самый короткий маршрут. Вместо этого он выбирает путь, который точнее всего указывает на конечное направление.

Сегодня, 04:30
Мария Азарова

Власти некоторых западных стран подтвердили случаи заражения новым вариантом дельта-штамма SARS-CoV-2 — AY.4.2. В России такие пациенты тоже есть, заявили в Роспотребнадзоре.

18 октября
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Позавчера, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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: