Hämähäkki: Peering Into Hämähäkkien Aivot Ilman Räjähtää Heitä

{h1}

Uusi tekniikka auttaa tutkijoita analysoimaan sähköisten aivot signaaleja hyppäämällä hämähäkkejä ilman vahingossa tappaa hämähäkkejä prosessissa.

Joustava hämähäkki, joka on kuuluisa erinomaisesta näkemyksestään ja pouncing-taidoistaan, on pitkään ollut neurobiologien enigma. Puskurin runko on täynnä paineistettua nestettä, joka auttaa sitä liikuttamaan, ja aina, kun utelias tutkijat ovat yrittäneet vertailla aivoihinsa kirurgisilla välineillä, hämähäkki räjähti.

Nyt, uuden tekniikan, tutkijat ovat tallentaneet sähköinen aivotoiminta näiden kiehtovien hämähäkkien, sans kaboom.

"Se, mitä olemme tehneet, avaa hyvin epätavallisen eläimen aivojen perustan", kertoo tutkija Ron Hoy, neurobiologian ja käyttäytymisen professori Cornellin yliopistossa. [Katso lisää kuvia hyppyhämähäkkien kokeilusta]

Teensy aivot

Hyppy hämähäkki (Phidippus audax) on aivojen kokoinen unikonsiemen, mutta visio on melkein samansuuntainen ihmisten kanssa, joten visuaalinen järjestelmä on kiehtova tutkijoille ja robottiinsinööreille, jotka innoittavat luonnosta.

Hoyn laboratoriossa neuropsykologian ja käyttäytymisen tutkijatohtori Gil Menda totesi, että jos hän teki pienen reiän hämähäkkipäässä, haava voisi itsensä parantua kuin volframi-tallennuselektrodi, joka on ohut kuin hius. Hän asetti mikroelektrodin huolellisesti 33 hämähäkit aivoihin ja katsoi, miten heidän aivosolunsa visuaalisissa verkostoissaan vastasivat valkoisiin meluihin, kärpäsiin ja muihin hyppyhaikaroihin.

Kahdeksalla silmällä hämähäkkijyrsimillä on lähes täydellinen 360 asteen näkymä ympäristöönsä. Useimmilla hämähäkillä on heikko visio ja rakentaa verkkoja uhraamaan saalista, mutta hyppäävät hämähäkit metsästävät nomadisesti paljon kissaa tai susi vangitsee saaliinsa, Hoy kertoi WordsSideKick.comille.

Joustavan hämähäkkien aivojen sisäinen toiminta jäi tähän asti turhaksi.

Joustavan hämähäkkien aivojen sisäinen toiminta jäi tähän asti turhaksi.

Luottamus: Gil Menda Hoy Lab, Cornellin yliopisto

Hän huomasi kuitenkin yhden pienen eron. Toisin kuin kissat, hämähäkit eivät juokse heidän saaliensa jälkeen. "He hyökkäävät ja tarttuvat saaliinsa", Hoy sanoi. "Se on kuin kissan punkki."

Jotta hämähäkit pysyisivät kokeissa, tutkimusryhmä loi pienen hämähäkin 3D-tulostimella. He peittivät hämähäkkien neljä selkä silmää ja asensivat elektrodin aivoihin auttamaan heitä etsimään kunkin hämähäkkijärjestelmän visuaalisia aivosoluja. Kun tutkijat osoittivat hämähäkkejä kuva fly, heidän luonnollinen saalis, näytöllä, hämähäkit "aivosolut liittyvät niiden visuaaliset järjestelmät osoittivat räjähdys sähköisen toiminnan. [Katso kuvat hyppäämistä hämähäkit ja muut apaattiset]

Kiinalaisessa hämähäkin nimessä on "lentävä tiikeri". Mutta he eivät ole vaarallisia ihmisille. "Heillä on myrkkyä, mutta se on varattu saaliiksi", Hoy sanoi.

"Kuulet voimakkaan [sähköisen] vastauksen aivosta, kun [hämähäkit] havaitsevat jotain, jonka he tunnistavat", Menda sanoi.

Jotta hämähäkit eivät reagoinut tiettyihin lentokoneen osiin, kuten sen siivekkeisiin tai päähän, tutkijat osoittivat hämähäkit hajavaan kuvaan lentokoneesta. Hajonnut kuva ei aiheuttanut vastausta. "He eivät vastanneet lainkaan [hämmentyneisiin] kuviin", Menda sanoi. "Se ei ollut kuvan pieni osa, se oli [koko] lentäjän kuva."

Hyppyhämähäkit osoittivat myös hermosektorin vasteen "valkoista kohinaa" staattiseksi, mutta ei muiden hämähäkkien kuvia elektrodien tallenteiden mukaan; on mahdollista, että niiden muiden aurorien neuronit, jotka eivät olleet kiinnittyneet elektrodiin, vastasivat hämähäkkikuviin, tutkijat sanoivat.

Erikoistuneet silmät

Toisin kuin ihmisillä, joiden silmät havaitsevat sekä vakaumuksen että liikkeen, hämähäkki suuret, ensisijaiset silmät tekevät prosessin voimakkuuden ja sen pienet, toissijaiset silmät näkevät liikkeen. Koska tutkijat eivät pystyneet tutkimaan hämähäkkien hermostoa tähän asti, he eivät olleet varmoja siitä, miten hämähäkkien silmät toimivat yhdessä.

"Voit kuvitella, että sinulla on neljä silmää, jotka kaikki katsovat samaa asiaa, saat yhden ja kaksi syötettä ja lisäät ne yhteen", spekuloi tutkija Paul Shamble, jatko-opiskelija neurobiologiasta ja käyttäytymisestä Hoyn laboratoriossa. "On selvää, että joillekin neuroneille se ei ollut näin, se oli paljon monimutkaisempaa."

Kokeessa tutkijat peittivät hämähäkkien silmät ja sitten silmät. Hämähäkit osoittivat vähän hermokohtaista visuaalista vastausta kuviin, jos molemmat silmät oli peitetty.

Hämähäkit tarvitsevat sekä suuret että pienet silmänsä käsittelemään visuaalista tietoa, tutkijat löysivät. "He tarvitsevat kaiken silmänsä saalistaen", Menda sanoi.

Tutkimus voi avata uuden perusopetuksen neurotieteen, Hoy sanoi. Se voisi myös innostaa insinöörejä, jotka rakentavat pieniä biosensoreja, sillä hyppääjillä on pienet silmät ja aivot.

"Ne pienet [aivot], joilla on vain sata tuhatta neuronia, voivat nähdä samoja asioita, joita ihmiset, joilla on valtavat aivot, voivat nähdä", Menda sanoi.

Tutkijat toivovat myös, että tutkimus herättää tietoisuutta hyppäävien hämähäkkien täsmällisistä visuaalisista ja metsästystoimista.

"Jos vain aja kättäsi, tämä on yksi harvoista eläimistä, jotka kääntyvät ympäriinsä ja katsovat sinua takaisin", Hoy sanoi. "Minulle tämä tekee niistä miellyttävän, ja se saa minut ajattelemaan ehkä en halua squash että eläin."

Tutkimus julkaistiin verkossa 9. lokakuuta Current Biology -lehdessä.

Seuraa Laura Geggel Twitterissä @LauraGeggel ja Google+. Seuraa WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Alkuperäinen artikkeli WordsSideKick.com.


Video Täydentää: .




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com