Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ученые обнаружили универсальный темп «языка» животных
Исследователи объяснили, почему самые разные животные, от светлячков до китов, передают сигналы в узком диапазоне частот от 0,5 до 4 герц. Компьютерное моделирование показало, что этот универсальный темп продиктован не строением голосовых аппаратов, а скоростью работы нервных клеток слушателя или зрителя.
Исследователи объяснили, почему самые разные животные, от светлячков до китов, передают сигналы в узком диапазоне частот от 0,5 до 4 герц. Компьютерное моделирование показало, что этот универсальный темп продиктован не строением голосовых аппаратов, а скоростью работы нервных клеток слушателя или зрителя.
Во время экспедиции в Таиланд ученые из США вели видеосъемку светлячков. В момент записи исследователи заметили, что местные сверчки поют синхронно с миганием светлячков. Они предположили, что это не случайность.
Чтобы проверить предположение, авторы работы, опубликованной в журнале PLoS Biology, проанализировали научные публикации и базу звуков дикой природы xeno-canto. Они отобрали ритмичные сигналы птиц, летучих мышей, амфибий, насекомых и млекопитающих. Данные показали, что виды, чьи массы различаются в сто миллионов раз между собой (как насекомые и киты), концентрируются в узком диапазоне общения — от 0,5 до 4 импульсов в секунду (герц). В неврологии этот диапазон соответствует низкочастотным дельта-ритмам мозга.
Исследователи выдвинули гипотезу о нейронном резонансе: мозг слушателя максимально эффективно усваивает те внешние сигналы, чья частота совпадает с его собственными внутренними ритмами.
Чтобы проверить свое предположение, авторы смоделировали математическую нейронную сеть. В модель заложили биофизический лимит: одиночной нервной клетке требуются сотни миллисекунд, чтобы накопить заряд и выдать новый импульс (время интеграции информации). Из-за этого ограничения собственная частота работы виртуального нейрона составила около 2 герц.
Физики перебрали более полутора тысяч вариантов архитектуры связей и подали на виртуальные нейронные цепи внешние сигналы разной частоты. То, насколько слаженно сеть входит в резонанс со стимулом, оценивали по параметру порядка (R). В модель также добавили гетерогенность — легкий разброс в характеристиках отдельных нейронов, имитирующий биологическое несовершенство живых клеток.
Симуляция показала, что виртуальная нейросеть максимально эффективно (то есть синхронно) реагирует на внешний стимул только в том случае, если его частота совпадает с базовой частотой самих нейронов (около 2 герц). То, как именно нейроны соединялись друг с другом (топология сети), практически не влияло на результат. При этом добавление в модель биологического хаоса улучшило работу системы: разнородность клеток позволила сети улавливать и резонировать даже с теми сигналами, которые слегка сбивались с идеального ритма.
Выявленный универсальный темп совпадает с музыкальными предпочтениями людей. Самый популярный ритм в поп-музыке составляет 120 ударов в минуту, что в точности равняется 2 герцам — идеальной частоте для резонанса нейронных цепей. Отклонения от этого правила встречаются преимущественно в жестовой коммуникации гигантских животных, где огромная масса физически не позволяет двигать конечностями несколько раз в секунду.
Эволюция коммуникации шла по пути адаптации отправителя к получателю. Животным не пришлось изобретать уникальные системы дешифровки для каждого вида. Естественный отбор откалибровал частоту передачи звуковых и световых сигналов под фундаментальные физические ограничения нервных клеток, задав единый ритм общения для всей биосферы.
Telegram 
Дзен 
VK За последние 10 тысяч лет направленный естественный отбор способствовал эволюции почти 500 генов в ДНК жителей Западной Евразии, что повлияло на их внешний вид и восприимчивость к различным заболеваниям, установили авторы нового исследования.
Исследователи объяснили, почему самые разные животные, от светлячков до китов, передают сигналы в узком диапазоне частот от 0,5 до 4 герц. Компьютерное моделирование показало, что этот универсальный темп продиктован не строением голосовых аппаратов, а скоростью работы нервных клеток слушателя или зрителя.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
За последние 10 тысяч лет направленный естественный отбор способствовал эволюции почти 500 генов в ДНК жителей Западной Евразии, что повлияло на их внешний вид и восприимчивость к различным заболеваниям, установили авторы нового исследования.
Ученые продолжают исследовать фундаментальные частицы на неделимость. На этот раз на БАК исследовали кварки и не нашли у них признаков составной частицы.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
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