به گزارش ایسنا و به نقل از نوروساینس نیوز، پژوهش جدیدی که در "دانشگاه شیکاگو" (UChicago) انجام شده است ، نشان می دهد که مگس ها برای اجرای مانورهای فرار، تغییرات محیط را پیش بینی می کنند. این اعتماد به اطلاعات پیش بینی شده برای هدایت رفتار نشان می دهد که پیش بینی امکان دارد یک ویژگی کلی سیستم عصبی حیوانات در پشتیبانی از تغییرات سریع رفتاری باشد.
حیوانات از سیستم عصبی حسی خود استفاده می کنند تا اطلاعاتی در مورد محیط اطراف خود بدست آورند و سپس رفتارهای خاصی را در واکنش به آنچه تشخیص داده اند، انجام می دهند. با وجود این، پردازش اطلاعات در سیستم عصبی، زمان می برد و این بدان معناست که محیط میتواند با پردازش کامل اطلاعات پیشین، تغییر کند.
"استفانی پالمر" (Stephanie Palmer)، از پژوهشگران این پروژه گفت: این موضوع واقعا در تعامل میان شکارچی و طعمه مهم است. برای یک مگس، همه چیز در گزیدن انسان خلاصه می شود و انسان نیز سعی دارد از گزیده شدن خود پيش‌گيري کند. با وجود این، محیط اطراف مگس ها به سرعت در حال تغییر است و نورون های آن ها به کندی واکنش نشان می دهند. ما می خواستیم این موضوع را بررسی کنیم که مگس ها چگونه میتوانند برای پیشگیری از خورده شدن توسط شکارچیان، رفتارهای اجتناب ناپذیر نشان دهند.
پژوهشگران برای پاسخ دادن به این سوال، یک رویکرد بینارشته ای را به کار گرفتند. پالمر اظهار‌کرد: ما توانستیم ثبت دقیق رفتار را که توسط گروه دیگری انجام شده بود، بکار بگیریم و از آنها برای پاسخ دادن به این سوال استفاده کنیم که آیا سیستم بینایی مگس با استفاده از تشخیص ابتدایی یک تهدید، پیش بینی می کند که می تواند زمان پردازش بازخورد را افزایش دهد یا خیر.
پژوهش پیشین که "سیوی وانگ" (Siwei Wang)، پژوهشگر ارشد این پروژه انجام داده است، یک مدل نظری را در مورد نحوه کارکرد رمزگذاری حرکت در سیستم بینایی مگس مورد بررسی قرار می دهد.
وانگ اظهار‌کرد: من در مورد نحوه گسترش این ایده ها به پیش بینی، ایده ای داشتم و این پژوهش به من امکان داد تا مدل خود را با داده های مربوط به رفتار در زندگی واقعی مقایسه کنم و به آزمایش نظریه خود بپردازم.
پژوهشگران با استفاده از نمودارهای دقیق اتصال میان سلول های عصبی در سیستم بینایی پرواز، واکنش بینایی را شبيه سازي کردند.
پالمر اظهار‌کرد: ما پیش بینی مطلوب و پیش بینی مگس را با یکدیگر مقایسه کردیم و سپس به بررسی شبیه سازی پرداختیم تا قسمت هایی را که برای انجام دادن این پیش بینی ها مهمتر هستند، شناسایی کنیم.
پژوهشگران، ساختارهایی موسوم به "اتصالات شکاف آکسون" (axonal gap junctions) را شناسایی کردند که کانال هایی فیزیکی برای اتصال نورون ها هستند. همچنین آن ها دریافتند که یک زیرگروه از نورون های حسی حرکتی که در پیش بینی نقش دارند، منحصر به فرد هستند زیرا مستقیما به نورون های فرمان پرواز مگس متصل می شوند. این نشان می دهد که یک ورودی مستقیم از نورون ها که مسئولیت پیش بینی در مورد محیط پرواز را بر عهده دارد، به نورون هایی متصل است که رفتار مگس را کنترل می کنند. شاید این ارتباط مستقیم بتواند توضیح دهد که چگونه پیش بینی هایی که مگس انجام می دهد، میتوانند به سرعت بر رفتار آن اثر بگذارند.
شناسایی این ساختارها و توانایی سیستم بینایی مگس در پیش بینی کردن ، احتمالا بینشی را در مورد نحوه پیش بینی های مشابه در سایر حیوانات ایجاد می کند.
پالمر گفت: این نظریه ها نهایتا ممکن است که بینش هایی را در مورد عملکرد مغز انسان ارائه دهند. یکی از بزرگترین چالش های ما بعنوان انسان، درک نحوه عملکرد همه عناصر داخل سر است. بینش های حاصل از پژوهش در مورد مگس ها می تواند قابل تعمیم باشد و سرنخی در مورد عملکرد مغز را ارائه دهد.
این پژوهش، در مجله "PLOS Computational Biology" به چاپ رسید.
- 11
- 3
