Лунна медуза и невронни мрежи

лунна медуза (Аурелия аурита), които присъстват в почти всички световни океани, сега се изучават от изследователи, за да научат как функционират техните невронни мрежи. Използвайки своите полупрозрачни камбани, които са с размери от три до 30 сантиметра, книдариите са способни да се движат много ефективно. 

Водещият автор на изследването е Фабиан Паласдис от групата за изследване на динамиката на невронните мрежи и изчисленията в Института по генетика в Университет в Бон. 

„Тези медузи имат пръстеновидни мускули, които се свиват, като по този начин избутват водата от камбаната“, обяснява Паласдис. 

Ефективността на техните движения идва от способността на лунната медуза да създава вихри на ръба на камбаната си, като на свой ред увеличава задвижването. 

„Освен това само свиването на камбаната изисква мускулна сила; разширяването става автоматично, защото тъканта е еластична и се връща в първоначалната си форма,” продължава Паласдис. 

Групата учени вече е разработила математически модел на невронните мрежи на лунните медузи. Използва се за изследване на невронните мрежи и как те регулират движението на лунната медуза.

Професор д-р Раул-Мартин Мемесхаймер е ръководител на изследователската група.

„Медузите са сред най-старите и прости организми, които се движат във вода“, казва той.

Сега екипът ще разгледа произхода на неговата нервна система и други организми. 

Медузите са изследвани от десетилетия и обширни експериментални неврофизиологични данни са събрани между 1950-те и 1980-те години. Изследователите от университета в Бон са използвали данните, за да разработят своя математически модел. Те изследвали отделни нервни клетки, мрежи от нервни клетки, цялото животно и околната вода. 

„Моделът може да се използва, за да се отговори на въпроса как възбуждането на отделните нервни клетки води до движението на лунната медуза“, казва Паласдис.

Лунните медузи могат да възприемат местоположението си чрез светлинни стимули и с орган за равновесие. Животното има начини да се коригира, когато е обърнато от океанското течение. Това често включва компенсиране на движението и отиване към водната повърхност. Изследователите потвърдиха чрез своя математически модел, че медузите използват една невронна мрежа за плуване право напред и две за ротационни движения. 

Активността на нервните клетки се движи през звънеца на медузата във вълнообразен модел и придвижването работи дори когато големи части от звънеца са наранени. Учените от университета в Бон вече могат да обяснят това със своите симулации. 

„Медузите могат да улавят и предават сигнали на камбаната си във всяка точка“, казва Паласдис. „Когато една нервна клетка се задейства, другите също задействат, дори ако участъци от камбаната са увредени.“

Лунната медуза е най-новият вид животни, при които се изучават невронни мрежи. Природната среда може да даде много отговори на нови въпроси, свързани с невронните мрежи, изкуствения интелект, роботиката и др. В момента се разработват подводни роботи, базирани на плувните принципи на медузите.

„Може би нашето проучване може да помогне за подобряване на автономния контрол на тези роботи“, казва Паласдис.

Учените се надяват, че техните изследвания и текущата работа ще помогнат да се обясни ранната еволюция на невронните мрежи.