Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Categories:

В поисках строительных блоков поведения

Что общего между приготовлением чашки чая и надеванием обуви? Оба действия состоят из нескольких движений подряд. Подобно языку, который состоит из слогов, сгруппированных в слова, наши поступки состоят из нескольких последовательных движений.

В поисках строительных блоков поведения

Чтобы понять, как мозг управляет определенной моделью поведения, нужно знать необходимые «слоги» — своеобразные строительные блоки поведения. Преследуя цель их разгадать, ученые из Института нейробиологии Общества Макса Планка с помощью искусственного интеллекта «разбили» поведение личинок рыбок данио-рерио во время охоты на основные движения и объяснили, как они образуют единую последовательность действий. Об этом – статья в журнале Current Biology.



Хотя размер личинок рыбок данио-рерио меньше половины миллиметра, они уже способны выполнять все поведенческие реакции, необходимые для выживания. Ловля добычи – это такая же врожденная поведенческая реакция, отточенная опытом. Но как нейронные цепи управляют отдельными компонентами этого поведения и обеспечивают успешную поимку добычи?

В поисках строительных блоков поведения
Модели движения хвоста, обнаруженные компьютерным алгоритмом

Ученые разработали специальную технологию для изучения деталей поведения рыб: высокоскоростные камеры регистрировали движения глаз, хвоста и челюсти рыбы, в то время как животные свободно плавали в маленькой миске. Затем специально разработанный компьютерный алгоритм машинного обучения оценивал записанные изображения и интерпретировал их. Результаты тысяч движений рыб выявили, что поведение личинок во время охоты весьма стереотипно и состоит из трех компонентов: ориентации, подхода и поимки.

Исследование установило, что личинке для охоты необходимы оба глаза. Личинка данио-рерио с одним поврежденным глазом оказалась не в состоянии правильно установить позицию добычи, что неизбежно сказывалось на длительности и качестве охоты. Также нейробиологи получили информацию о постоянной обработке стимулов: ученые заменили добычу виртуальной точкой и всякий раз, когда она исчезала, личинка прерывала свою охоту.



«Этот факт показывает нам, что личинке нужно постоянно видеть свою добычу, чтобы иметь возможность выполнить всю последовательность движений», – говорит автор исследования Дункан Мирнс (Duncan S. Mearns).

В зависимости от предполагаемого расстояния рыба выбирает между быстрым спринтом и глотательным движением или сильным сосательным движением.

Движения хвоста рыбы подвержены непрерывным изменениям в зависимости от положения добычи. Тем не менее, компьютерный алгоритм смог распознать стереотипные модели движения хвоста, которые используются во время захвата добычи. Эти шаблонные движения всегда следовали друг за другом в одной и той же установленной последовательности.

Любопытно, что, наблюдая за активностью нейронов личинок, теперь возможно определить и расстояние, на котором находится добыча. Прозрачные личинки рыб и доступные генетические и оптогенетические методы позволяют ученым специально искать нейрональные цепи, лежащие в основе описанных поведенческих компонентов. Это позволит изучать различные паттерны поведения еще более прицельно.

Текст: Анастасия Тихомирова





Ссылка на источник

Tags: ИИ, животные, исследования, мозг, нейробиология, нейроновости, поведение
Subscribe

Posts from This Journal “нейробиология” Tag

  • Самостоятельные дендриты

    Как-то мы писали, как новые методы детекции электрической активности нейронов позволило расширить функции мозжечка. В исследовании 2017 года новые…

  • Новые функции мозжечка

    Мозжечок – это тот отдел головного мозга, который отвечает за координацию движения. Классические теории утверждают, что его функции…

  • Как гиппокамп связан с нашей эпизодической памятью

    Ученые из Чикаго проверили эксперимент, в ходе которого стимулировали нейронные связи между корой мозга и гиппокампом. Подобное стимулирование…

Buy for 30 tokens
Беда не приходит одна Если кто ещё помнит одного из самых ярких блогеров Живого Журнала Рому Петрова romapetrov, то этот пост для вас. Ромы с нами уже нет, однако в его семье продолжают происходить неприятные вещи, так год назад папа Ромы перенес инсульт и мы с вами помогли ему…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments