О компании 
 Услуги 
 Пользователям 
 Поддержка 
 Контакты 
 
Главные новости
В мире
Россия
Бизнес
Наука и техника
Спорт
Культура
Здоровье
Подключиться
Оставить заявку
на подключение
Ссылки
Тарифные планы
Оставить заявку в службу ТП
Как оплатить
Карта сайта
Ресурсы сети
Почта
Блоги
Кино
Media
Фотогалерея
FTP сервера
Общение
Пиринговые сети
Игровые сервера
 
27.07.2008 17:00:00  Черви вычисляют производную ради поиска пищи <<<



Схема «вычислительной машины» червя. Вверху — колебания концентрации соли, в середине — активация нейронов, внизу — смена поведения (иллюстрация Shawn Lockery).


Круглые черви не столь уж примитивны. Учёные обнаружили у них «специализированный мини-компьютер», который помогает искать пищу и избегать ядов. В схеме этого «устройства» разобрался Шон Локери (Shawn Lockery) и его коллеги из университета Орегона (University of Oregon).



Примитивные черви (биологи в данном случае изучали Caenorhabditis elegans) способны неплохо находить пищу «методом тыка». Но их хаотичные движения не так уж беспорядочны.

Крошечные существа, как показали тесты, меняют своё поведение в зависимости даже не от содержания в окрестности привлекательных для них веществ, а от производной их концентрации по времени. Как черви «вычисляют производную», – до недавних пор оставалось неясным.

Нужно пояснить, что для Caenorhabditis elegans одним из индикаторов близости еды служит обычная поваренная соль (NaCl). С ней и работали экспериментаторы в первой серии новых опытов.

Учёные выяснили, что за восприятие этого соединения у червей отвечают специальные нейроны. Причём они реагируют на антагонистичные сигналы и соответственно называются ASE (antagonistic sensory cues).

Этих сенсорных нейронов два — левый (ASEL) и правый (ASER). Их можно было бы принять за аналог правой и левой ноздри, или правого и левого глаза у более крупных существ. Но это не так. Нейроны расположены слишком близко, чтобы давать «стереокартинку». Однако это не мешает червю успешно находить цель.

Секрет, как оказалось, заключается в том, что ASEL и ASER обладают функциональной асимметрией, то есть работают по-разному (в них отличается экспрессия генов), хотя анатомически они идентичны и симметрично расположены.

Оба, как выяснили биологи, реагируют не на присутствие искомого вещества (соли) само по себе, а на изменение в его концентрации. Причём ASEL активируется при росте содержания NaCl и является аналогом «включателя» в «электронной схеме», а ASER активируется в момент падения концентрации соли и выступает в роли «выключателя».

Вместе они образуют нечто вроде триггера, который и «вычисляет производную» концентрации соли по времени, меняя поведение червя.

Чтобы выявить этот механизм, американцы слегка модифицировали нематод, добавив в их сенсоры флуоресцентные белки, начинающие светиться при активации нейрона.

Так учёные увидели чёткое соответствие: повышение концентрации соли и, соответственно, включение ASEL заставляет нематоду двигаться вперёд (к пище), активация же ASER (при падении содержания соли на пути существа) приводит к повороту червя, к преобладанию ищущих движений вместо поступательных.

Пара нейронов, попеременно переключаясь таким образом, вычисляет темп изменения вкуса, что и позволяет червю эффективно искать еду, ориентируясь на «улучшение ситуации».

Чтобы удостовериться, действительно ли пара ASE управляет поведением червя, авторы работы поставили второй опыт. На этот раз учёные оснастили ASE-нейроны белками-рецепторами капсаицина — активного компонента перца.

Если червь двигался вправо-влево и кругами, учёные распыляли капсаицин на левый нейрон и нематода начинала ползти прямо. Стоило же добавить «перца» на правый рецептор, черви снова начинали поиск (подробности — в статье в Nature).

Исследователи уверены, что сходный «микрокомпьютер» должен существовать и у более сложных существ — у животных, которые ищут пищу по запаху. Авторы опытов шутят, что механизм, по принципу действия аналогичный паре ASEL/ASER, движет голодных студентов в сторону пиццы.

Впрочем, в каждой шутке — лишь доля шутки. «Есть все основания полагать, что у людей существует такой же «вычислительный центр», воспринимающий сигналы хеморецепторов», — говорит Шон. Учёные полагают, что, разобравшись с работой таких парных переключателей в нематоде, смогут лучше понять и нарушения в восприятии тех же запахов или вкуса у людей, а значит — попробовать найти новое лекарство от таких расстройств.


*****

Почитайте о работе крысиных усиков и обоняния в режиме стерео, а также — познакомьтесь с талантливым звёздным рылом.

 

http://www.membrana.ru/lenta/?8391

http://esciencenews.com/articles/2008/07/02/worms.do.calculus.find.meals.or.avoid.unpleasantness

http://www.nature.com/nature/journal/v454/n7200/abs/nature06927.html

 

 



Возврат к списку новостей

 
Wiki-новости
Экономика и финансы
Информационные технологии
Физика
Математика
Я - Женщина
Афиша
Нумизматика
История
История России
Великая Отечественная война
История Америки
Европа в Средние века
Великое княжество Литовское
Раннее Новое время
Возрождение
Византийская империя
Древний Рим
Древняя Греция
Древний Египет
Археология
Философия
Религии мира
Эзотерика
Астрономия
Биология
Орнитология
Океанология
Палеонтология
Стратиграфия и геохронология
Геология
Отправить SMS
 
Карта сайта