Черви вычисляют производную ради поиска пищи - Новости на сайте Политический клуб Hole

Антон Благин
Об авторе



Праздники сегодня

Онлайн всего: 3
Гостей: 3
Пользователей: 0

аналитика форекс

Архив новостей Hole


Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика
Главная » 2008 » Июль » 8 » Черви вычисляют производную ради поиска пищи

21:10

Черви вычисляют производную ради поиска пищи



Схема "вычислительной машины" червя. Вверху — колебания концентрации соли, в середине — активация нейронов, внизу — смена поведения (иллюстрация Shawn Lockery).
Схема "вычислительной машины" червя. Вверху — колебания концентрации соли, в середине — активация нейронов, внизу — смена поведения (иллюстрация Shawn Lockery).

Круглые черви не столь уж примитивны. Учёные обнаружили у них "специализированный мини-компьютер", который помогает искать пищу и избегать ядов. В схеме этого "устройства" разобрался Шон Локери (Shawn Lockery) и его коллеги из университета Орегона (University of Oregon).

Примитивные черви (биологи в данном случае изучали Caenorhabditis elegans) способны неплохо находить пищу "методом тыка". Но их хаотичные движения не так уж беспорядочны.

Крошечные существа, как показали тесты, меняют своё поведение в зависимости даже не от содержания в окрестности привлекательных для них веществ, а от производной их концентрации по времени. Как черви "вычисляют производную", – до недавних пор оставалось неясным.

Нужно пояснить, что для Caenorhabditis elegans одним из индикаторов близости еды служит обычная поваренная соль (NaCl). С ней и работали экспериментаторы в первой серии новых опытов.

Учёные выяснили, что за восприятие этого соединения у червей отвечают специальные нейроны. Причём они реагируют на антагонистичные сигналы и соответственно называются ASE (antagonistic sensory cues).

Этих сенсорных нейронов два — левый (ASEL) и правый (ASER). Их можно было бы принять за аналог правой и левой ноздри, или правого и левого глаза у более крупных существ. Но это не так. Нейроны расположены слишком близко, чтобы давать "стереокартинку". Однако это не мешает червю успешно находить цель.

Секрет, как оказалось, заключается в том, что ASEL и ASER обладают функциональной асимметрией, то есть работают по-разному (в них отличается экспрессия генов), хотя анатомически они идентичны и симметрично расположены.

Оба, как выяснили биологи, реагируют не на присутствие искомого вещества (соли) само по себе, а на изменение в его концентрации. Причём ASEL активируется при росте содержания NaCl и является аналогом "включателя" в "электронной схеме", а ASER активируется в момент падения концентрации соли и выступает в роли "выключателя".

Вместе они образуют нечто вроде триггера, который и "вычисляет производную" концентрации соли по времени, меняя поведение червя.

Чтобы выявить этот механизм, американцы слегка модифицировали нематод, добавив в их сенсоры флуоресцентные белки, начинающие светиться при активации нейрона.

Так учёные увидели чёткое соответствие: повышение концентрации соли и, соответственно, включение ASEL заставляет нематоду двигаться вперёд (к пище), активация же ASER (при падении содержания соли на пути существа) приводит к повороту червя, к преобладанию ищущих движений вместо поступательных.

Пара нейронов, попеременно переключаясь таким образом, вычисляет темп изменения вкуса, что и позволяет червю эффективно искать еду, ориентируясь на "улучшение ситуации".

Чтобы удостовериться, действительно ли пара ASE управляет поведением червя, авторы работы поставили второй опыт. На этот раз учёные оснастили ASE-нейроны белками-рецепторами капсаицина — активного компонента перца.

Если червь двигался вправо-влево и кругами, учёные распыляли капсаицин на левый нейрон и нематода начинала ползти прямо. Стоило же добавить "перца" на правый рецептор, черви снова начинали поиск (подробности — в статье в Nature).

Исследователи уверены, что сходный "микрокомпьютер" должен существовать и у более сложных существ — у животных, которые ищут пищу по запаху. Авторы опытов шутят, что механизм, по принципу действия аналогичный паре ASEL/ASER, движет голодных студентов в сторону пиццы.

Впрочем, в каждой шутке — лишь доля шутки. "Есть все основания полагать, что у людей существует такой же "вычислительный центр", воспринимающий сигналы хеморецепторов", — говорит Шон. Учёные полагают, что, разобравшись с работой таких парных переключателей в нематоде, смогут лучше понять и нарушения в восприятии тех же запахов или вкуса у людей, а значит — попробовать найти новое лекарство от таких расстройств.

Почитайте о работе крысиных усиков и обоняния в режиме стерео, а также — познакомьтесь с талантливым звёздным рылом.


Поставь оценку:
Категория: Новости | Просмотров: 930 | Рейтинг: 0.0 / 0


Черви вычисляют производную ради поиска пищи


Всего комментариев: 1

avatar
1 topych • 23:35, 2008-07-10
все гениальное просто biggrin
avatar

Мотиваторы
Смотреть все

  • Мотиваторы
  • Мотиваторы
  • Мотиваторы
  • Мотиваторы

Форма входа


Хит-дюжина №23
Все mp3

Хит парад, музыкальные новинки
Всего ответов: 164

Обсудить на форуме
Предложить композиции


Купить дом в Болгарии