Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Главный принцип эффективной стабилизации взгляда у животных

Главный принцип эффективной стабилизации взгляда у животных

28 мая 2022




У визуально активных животных движения глаз, головы и тела координируются с прямым взглядом. Необходимым условием для руководства гибкой локомоцией является поддержание уровня и стабильности взгляда. Поскольку глаза, голова и тело могут двигаться независимо, чтобы контролировать взгляд, то возникают логичный вопрос: как мозг эффективно координирует эти различные моторные выходы? То есть, учитывая отличную механику глаз, головы и тела, как нервная система оценивает их вклад? Поскольку глаза, голова и тело имеют различные механические ограничения (например, инерцию), как нервная система адаптирует свой контроль к этим ограничениям?

Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи изучили контроль взгляда у летающих плодовых мух Drosophila с использованием парадигмы, которая позволила непосредственно измерять движения головы и тела. Объединив эксперименты на летающих мухах с математическим моделированием и теорией управления движением, ученым удалось продемонстрировать, что движения тела чувствительны к скорости зрительного движения, тогда как движения головы чувствительны к его ускорению. Эта дополнительная настройка головы и тела позволила мухам стабилизировать более широкий диапазон частот визуального движения.

Ученые обнаружили, что мухи реализуют пропорционально-производное управление, но в отличие от классических инженерных систем управления, реле пропорциональных и производных сигналов параллельно двум различным моторным выходам. Эта схема, хотя и полученная на основании исследования с мухами, воспроизводила классические реакции зрения приматов, таким образом, предлагая конвергентные механизмы по всему типу. Применяя законы масштабирования, ученые количественно определили, что такие разнообразные животные, как мухи, мыши и люди, а также некоторые биороботы, могут получить энергетическую выгоду, имея высокое соотношение между инерцией головы, тела и глаз.

Таким образом, взаимодополняющее «разделение труда» в нервной системе демонстрирует два признака оптимальности: увеличение производительности труда сопровождается снижением затрат механической энергии. Подобные результаты дают представление о механических ограничениях, которые, возможно, сформировали эволюцию активного зрения, и представляют проверяемые гипотезы нейронного контроля для визуально управляемого поведения в разных типах.

info24-06-19-imgs_SMM_Feb_2019_0003_31_1

Другая информация
08 июня 2022
Эволюционные пути биосинтеза токсина α-аманитина у ядовитых грибов

Ученые задаются вопросом, почему такие неродственные ядовитые грибы, как красные мухоморы, лепиота и галерина, производят один и тот же смертельный токсин α-аманитин? 

04 июня 2022
Паразитизм на жвачных животных может иметь каскадные последствия для экосистем

Распространенные паразитарные инфекции снижают уровень травоядности жвачных животных и могут вызывать так называемые трофические каскады.

01 июня 2022
Механистическое происхождение закона роста бактерий

Как происходит клеточное восприятие скорости роста и с помощью каких механизмов бактерии могут обрабатывать сложную пищевую информацию.

25 мая 2022
Высоко подвижные клетки метаболически реагируют на плотность коллагена

Во время прогрессирования опухоли потеря тканевого гомеостаза и аберрантная механика ткани играют решающую роль в стимулировании инвазии и злокачественности.

21 мая 2022
Усовершенствована технология прямого электролиза морской воды

Прямой электролиз морской воды — интригующая технология устойчивого производства водорода, которая не усугубит глобальную нехватку пресной воды или не увеличит выбросы углерода. 

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!