3D-печать помогает понять камуфляж каракатиц
21.11.2023Исследователи добились значительных успехов в понимании сложных камуфляжных способностей каракатиц, несмотря на цветовую слепоту морских существ. Эти морские существа могут быстро менять рисунок своей кожи, чтобы сливаться с окружающей средой. Последнее исследование, представленное на собрании Общества нейронаук 2023 года, включает изучение клеток кожи каракатиц, отслеживание мозговой активности и, возможно, наблюдение за моделями их сновидений.
Дальтоник, но красочный. (Изображение предоставлено: Кредит) : Тесса Монтегю/Томас Барлоу)
Каракатицы обладают большим мозгом для беспозвоночных, что вызывает интерес к их сложному поведению и способностям маскировки. Они способны мгновенно менять цвет и текстуру кожи, опережая в скорости и точности даже хамелеонов. Этот феномен тесно связан с активностью их мозга, что побуждает ученых исследовать его дальше – и для этого они использовали небольшую напечатанную на 3D-принтере шляпу, полную датчиков. Головной убор, привязанный к каракатице, вы можете увидеть на гифке ниже.
Каракатица носит напечатанное на 3D-принтере устройство, позволяющее визуализировать нервную активность животного. (Изображение предоставлено: Тесса Монтегю/Томас Барлоу) <стр>Видео с клетками кожи каракатиц в высоком разрешении показывают, как мозговая активность отражается на рисунках их кожи. Их кожа содержит миллионы хроматофоров — клеток с пигментами, которые меняют форму и цвет в зависимости от мышечных сокращений. Этот механизм позволяет каракатицам быстро адаптировать свой внешний вид.
Исследователи также обнаружили, что каракатицы не полагаются на фиксированную стратегию маскировки, а используют метод проб и ошибок, чтобы соответствовать окружающей среде. Такое поведение указывает на высокий уровень адаптивности и обучаемости.
Следующий шаг предполагает манипуляции с генами, чтобы лучше понять функции мозга каракатиц. Несмотря на проблемы в технологиях редактирования генов каракатиц, прогресс наблюдается. Конечная цель — внедрить гены, производящие флуоресцентные белки, освещающие нейроны во время активности мозга.
Кроме того, разрабатываются инновационные инструменты, такие как резервуары, окруженные экранами с электронными чернилами. Эти экраны, похожие на электронные книги, позволяют контролировать окружающую среду, не дезориентируя каракатиц ярким светом. Эта технология имеет решающее значение для изучения каракатиц с отредактированными генами и их нейронных структур.
Продолжающиеся исследования камуфляжа и нервной активности каракатиц могут предложить новое понимание нейропластичности и адаптивности. Понимание этих механизмов может привести к прогрессу в области биодизайна и технологий, что потенциально повлияет на такие области, как робототехника и адаптивные материалы. </п> <стр>Источник: Nature.com</стр>