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सुपरफ्लाई उड़ान सिम्युलेटर मस्तिष्क में नेविगेशन को सुलझाने में मदद करता है

Anonim

जापान में रिकेन ब्रेन साइंस इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने फ्लाई मस्तिष्क में दो स्वतंत्र मार्गों की पहचान की है जो उड़ान के दौरान सफल नेविगेशन की अनुमति देने के लिए एकीकृत हैं। नेचर न्यूरोसाइंस में प्रकाशित, अध्ययन ने सक्रिय न्यूरॉन्स की इमेजिंग के साथ मक्खियों के लिए डिज़ाइन किए गए एक उड़ान सिम्युलेटर को जोड़ा ताकि यह दिखाया जा सके कि मक्खी मस्तिष्क में स्व-गति से अलग-अलग स्थानों पर संसाधित किया जाता है।

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सफल नेविगेशन अधिकांश जानवरों के लिए जीवित रहने की कुंजी है क्योंकि यह भोजन, आश्रय और साथी खोजने की क्षमता को प्रभावित कर सकता है। इसमें अक्सर कई प्रकार की जानकारी शामिल होती है। चूंकि समूह के नेता होको काज़मा बताते हैं, "जानवर भोजन खोजते समय समय बचा सकते हैं अगर वे अपने स्थान का ट्रैक रखते हैं जैसे कि स्थलचिह्न और यादें जहां वे हैं।" जबकि यह क्षमता कीड़ों से स्तनधारियों तक आम है, काज़मा और कई अन्य वैज्ञानिक यह जानना चाहते हैं कि यह मस्तिष्क में कैसे पूरा किया जाता है।

जबकि पिछले शोध ने स्तनधारियों और पक्षियों पर ध्यान केंद्रित किया है, काज़मा की टीम ने एक और दृष्टिकोण लिया। उन्होंने आम फल फ्लाई - ड्रोसोफिला मेलानोग्स्टर के साथ काम करने का विकल्प चुना - क्योंकि इसके बहुत ही सरल और छोटे मस्तिष्क के बावजूद, इसमें फल पर शून्य करने की एक अद्भुत क्षमता है और परेशान पिकनिकर्स द्वारा स्क्वैश होने से बचने की क्षमता है।

लेकिन मक्खियों को दुनिया में नेविगेट करने के रूप में मस्तिष्क का अध्ययन कैसे किया जा सकता है? मुख्य लेखक हिरोशी शिओजाकी बताते हैं, "बड़ी समस्या यह थी कि हमें नेविगेशन में लगे हुए मक्खियों में मस्तिष्क की गतिविधि को रिकॉर्ड करने की आवश्यकता थी। लेकिन, इसके लिए अंतरिक्ष में तय एक सिर की आवश्यकता होती है, जो स्पष्ट रूप से प्राकृतिक नेविगेशन को रोकती है।" चाल एक विशेष उड़ान सिम्युलेटर डिजाइन करने के लिए था। इस अनूठी प्रणाली में, एक फ्लाई एक दृश्य को अपने सिर के साथ तय करता है। जब यह अपने पंख फहराता है, तो दृश्य तदनुसार घूमता है, जो वर्चुअल स्पेस के माध्यम से नेविगेशन की अनुमति देता है। इस सेटअप में, मक्खियों ने क्यू संयोजन का प्रदर्शन किया - नेविगेशन का एक हॉलमार्क जिसमें जानवर निर्णय लेते हैं कि दृश्य स्थलों के बारे में जानकारी को जोड़कर उन्मुख होना चाहिए, जो कुछ क्षण पहले मौजूद स्थलों की यादों के साथ था।

इसके बाद, टीम ने सक्रिय मस्तिष्क का अध्ययन करने के लिए दो फोटॉन कैल्शियम इमेजिंग का उपयोग किया क्योंकि मक्खियों ने उड़ान सिम्युलेटर में नेविगेट किया था। यह तकनीक व्यक्तिगत न्यूरॉन्स से गतिविधि को रिकॉर्ड करने की अनुमति देती है, जो टीम के निष्कर्षों में एक महत्वपूर्ण कारक साबित हुई है। कैल्शियम इमेजिंग से पता चला कि फ्लाई मस्तिष्क का एक हिस्सा बल्ब को नेविगेशन के लिए आवश्यक कई प्रकार की जानकारी लेता है।

बंद परीक्षा से पता चला कि बल्ब के भीतर, जानकारी शारीरिक रूप से एक दूसरे से अलग थी। उदाहरण के लिए, बल्ब न्यूरॉन्स के एक समूह ने ऐतिहासिक स्थानों की यादें लीं, जबकि एक और समूह ने फ्लाई की चल रही स्थिति और युद्धाभ्यास के बारे में जानकारी ली। शियोजाकी कहते हैं, "हमारे ज्ञान के लिए, यह तंत्रिका गतिविधि का पहला उदाहरण है जो एक प्रकार की शॉर्ट-टर्म मेमोरी को दर्शाता है जो कीड़ों में सेकेंड तक रहता है।"

अलग बल्ब क्षेत्र दो अलग-अलग मार्गों का हिस्सा बन जाते हैं जो स्वतंत्र तंत्रिका सर्किट बनाते हैं। इस प्रकार का संगठन यह सुनिश्चित कर सकता है कि कई प्रकार की जानकारी हस्तक्षेप के बिना बहती है, साथ ही अंतरिक्ष को कम करने के साथ-साथ।

शोइजाकी कहते हैं, "कीड़े आर्थिक रूप से आर्थिक मस्तिष्क के साथ पर्यावरण को नेविगेट करते हैं, " और इन जैविक सिद्धांतों को समझना न केवल न्यूरोसाइजिस्टरों के क्षेत्र के लिए उपयोगी होगा, बल्कि इंजीनियरों और रोबोटिस्टों के लिए भी उपयोगी होगा जो छोटे नेविगेटिंग रोबोट विकसित कर रहे हैं। "

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कहानी स्रोत:

रिकेन द्वारा प्रदान की जाने वाली सामग्री। नोट: सामग्री शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।


जर्नल संदर्भ :

  1. हिरोशी एम शिओजाकी, होको काज़मा। ड्रोसोफिला में नेविगेशन के दौरान हालिया दृश्य अनुभव और आत्म-गति के समांतर एन्कोडिंगप्रकृति न्यूरोसाइंस, 2017; डीओआई: 10.1038 / एनएन.4628