달팽이해파리와 신경망

달팽이해파리(Aurelia aurita)는几乎 모든 세계의 바다에서 발견되는 해파리 종이다. 연구자들은 달팽이해파리의 신경망이 어떻게 작동하는지 배우기 위해 이 해파리를 연구하고 있다. 달팽이해파리는 3~30cm 크기의 투명한 종이로 구성되어 있으며, 이것을 이용해 매우 효율적으로 이동할 수 있다.

이 연구의 주도자는 보른 대학교의 Neural Network Dynamics and computation 연구 그룹의 Fabian Pallasdies이다.

“이 해파리는 고리 모양의 근육이 있어, 이것이 수축하면 물을 밖으로 밀어내고, 이는 달팽이해파리가 이동할 수 있게 해준다”라고 Pallasdies는 설명한다.

달팽이해파리의 이동 효율성은 달팽이해파리가 종의 가장자리에서 와류를 생성함으로써 증가한다.

“또한, 종의 수축에는 근력은 필요하지만, 확장은 조직이 탄력性이 있기 때문에 자동으로 발생한다”라고 Pallasdies는 계속한다.

과학자들은 달팽이해파리의 신경망에 대한 수학적 모델을 개발했다. 이를 통해 달팽이해파리의 신경망과 이동을 조절하는 방법을 조사할 수 있다.

연구 그룹의 책임자는 Professor Dr. Raoul-Martin Memmesheimer이다.

“해파리는 물에서 이동하는 가장 오래된 그리고 가장 단순한 생물체 중 하나이다”라고 그는 말한다.

이 팀은 이제 신경계의 기원과 다른 생물체를 연구할 것이다.

해파리는 수십 년 동안 연구되어 왔으며, 1950년대와 1980년대에는 광범위한 실험적 신경생리학적 데이터가 수집되었다. 보른 대학교의 연구자들은 이 데이터를 이용하여 수학적 모델을 개발했다. 그들은 개별 신경 세포, 신경 세포 네트워크, 전체 동물, 그리고 周围의 물을 연구했다.

“이 모델은 개별 신경 세포의 자극이 어떻게 해파리의 이동으로 이어지는지에 대한 질문에 답을 줄 수 있다”라고 Pallasdies는 말한다.

달팽이해파리는 빛 자극과 균형 기관을 통해 자신의 위치를 감지할 수 있다. 동물은 바다 흐름으로 인해 회전했을 때 이를 보정하고 물 표면으로 이동한다. 연구자들은 수학적 모델을 통해 해파리가 직진을 위한 신경망과 회전 운동을 위한 두 개의 신경망을 사용한다는 것을 확인했다.

신경 세포의 hoạt성은 해파리의 종에서 파도 같은 패턴으로 이동하며, 이동은 종의 일부가 손상되어도 작동한다. 보른 대학교의 과학자들은 이제 이 현상을 시뮬레이션을 통해 설명할 수 있다.

“해파리는 종의 어느 곳에서나 신호를 수신하고 전달할 수 있다”라고 Pallasdies는 말한다. “한 신경 세포가 활성화되면 다른 신경 세포도 활성화되며, 종의 일부가 손상되어도 vậy”

달팽이해파리는 신경망이 연구되는 가장 최근의 동물 종이다. 자연 환경은 신경망, 인공 지능, 로봇공학 등에 관한 새로운 질문에 대한 많은答案을 제공할 수 있다. 현재 해파리의 수영 원리를 기반으로 하는 수중 로봇이 개발되고 있다.

“아마도 우리의 연구가 이러한 로봇의 자율적인 제어를 개선하는 데 도움이 될 수 있을 것이다”라고 Pallasdies는 말한다.

과학자들은 자신의 연구와 진행 중인 작업이 신경망의 초기 진화를 설명하는 데 도움이 될 것이라고 희망한다.