اسرار تار عنکبوت فاش شد

ایجاد یک کتاب راهنما یا الگوریتم ساخت تار، درک جدیدی از این موضوع به ارمغان می‌آورد که چگونه موجوداتی با مغزی کسری از مغز انسان قادر به ایجاد ساختار‌هایی با چنین ظرافت، پیچیدگی و دقت هندسی هستند.

به گزارش فرادید؛ توانایی عنکبوت در ایجاد ساختار‌های هندسی، بسیار شگفت‌انگیزتر است، زیرا مغز عنکبوت بسیار کوچک است. دانشمندان از این که نمی‌دانستند این رفتار شگفت‌انگیز چگونه رخ می‌دهد، ناامید بودند. اما اکنون چگونگی از فرایند و الگوریتم ایجاد آن کشف شده است.

عنکبوت‌های تاربافی که کورکورانه تنها با استفاده از حس لامسه می‌سازند، قرن‌ها انسان را مجذوب خود کرده اند. همه عنکبوت‌ها تار نمی‌سازند، اما آن‌هایی که این کار را انجام می‌دهند، جزو زیرمجموعه‌ای از گونه‌های جانوری هستند که به خاطر خلاقیت‌های معماری‌شان شناخته می‌شوند، مانند پرندگان لانه ساز و ماهی‌های پفکی که هنگام جفت‌گیری دایره‌های شنی پیچیده‌ای ایجاد می‌کنند.

اولین قدم برای درک اینکه چگونه مغز نسبتاً کوچک این جانداران معمار از پروژه‌های ساختمانی سطح بالای خود پشتیبانی می‌کنند، مستندسازی و تحلیل سیستماتیک رفتار‌ها و مهارت‌های حرکتی درگیر است، که تا کنون هرگز انجام نشده است؛ عمدتاً به دلیل چالش‌های تصویربرداری.

تیمی از دانشمندان یک «گوی‌باف» را مورد مطالعه قرار داد، عنکبوت بومی غرب ایالات متحده که به اندازه کافی کوچک است که به راحتی روی نوک انگشت بنشیند. برای مشاهده عنکبوت‌ها در طول شبانه‌سازی کارشان، این آزمایشگاه یک سیستم تصویری با دوربین‌های مادون قرمز و نور‌های مادون قرمز طراحی کرد. با این تنظیمات، آن‌ها هر شب شش عنکبوت را در حین ساخت تار زیر نظر گرفته و تصاویر مربوط به آن‌ها را ضبط کردند. آن‌ها میلیون‌ها حرکت پای عنکبوت‌ها را با نرم افزار بینایی ماشینی که به طور خاص برای تشخیص حرکت اندام طراحی شده بود، ردیابی کردند.

آبل کورور، نویسنده اصلی این مقاله، دانشجوی فارغ التحصیل که در زمینه فیزیولوژی عصبی مطالعه می‌کند، می‌گوید: «حتی اگر شما آن را به صورت ویدئویی ضبط کنید، تعداد زیادی از پا‌ها برای مدت طولانی در بسیاری از افراد قابل ردیابی است. گذر از هر فریم و حاشیه‌نویسی روی نقاط پا با دست بسیار سخت است، بنابراین ما نرم‌افزار بینایی ماشین را آموزش دادیم تا وضعیت عنکبوت را فریم به فریم تشخیص دهد تا بتوانیم هر کاری را که پا‌ها برای ساختن یک تار کامل انجام می‌دهند، ثبت کنیم.»

آن‌ها دریافتند که رفتار‌های تارسازی در بین عنکبوت‌ها کاملاً مشابه است، به طوری که محققان توانستند قسمتی از تار را که یک عنکبوت روی آن کار می‌کند، فقط با دیدن موقعیت یک پا پیش بینی کنند.

حتی اگر ساختار نهایی کمی متفاوت باشد، قوانینی که آن‌ها برای ساخت تار استفاده می‌کنند یکسان است. همه آن‌ها از قوانین یکسانی استفاده می‌کنند که تأیید می‌کند قوانین در مغز آن‌ها رمزگذاری شده است. اکنون می‌خواهیم بدانیم چگونه این قوانین در سطح نورون‌ها کدگذاری می‌شوند.

کار آینده برای آزمایشگاه شامل آزمایش‌هایی با دارو‌های تغییردهنده ذهن است تا مشخص شود کدام مدار‌ها در مغز عنکبوت مسئول مراحل مختلف ساخت تار هستند.

عنکبوت شگفت‌انگیز است، زیرا در اینجا شما حیوانی دارید که مغزش بر روی همان بلوک‌های ساختمانی بنیادی ما ساخته شده است و این کار می‌تواند به ما نکاتی در مورد اینکه چگونه می‌توانیم سیستم‌های مغزی بزرگ‌تر، از جمله انسان‌ها را درک کنیم، ارائه می‌دهد

3